Biotransformación de polisacáridos de subproductos agropecuarios

Abstract

Las hemicelulosas son heteropolisacáridos que constituyen la pared celular vegetal y la cadena principal de estos biopolímeros están conformadas por moléculas del monosacárido xilosa unidas entre si por enlaces glucosídicos β-1,4. Los xilo-oligosacáridos, u oligómeros de hemicelulosa, ejercen un efecto benéfico en la salud humana favoreciendo la actividad de bacterias del acido láctico en la microflora intestinal. Este estudio se llevó a cabo para: (1) establecer las condiciones físico-químicas para la biotransformación hidrolítica de xilanos, y (2) seleccionar un subproducto vegetal que sujeto a biotransformación genere una solución rica en xilo-oligosacáridos. Se caracterizó la preparación comercial xilanasa Buzyme 2511® , registrándose las siguientes actividades enzimáticas en Unidades/ml: endo-xilanasa 14180 ± 1513, pectinasa 900 ± 509, celulasa 380 ± 509, CMCelulasa 80 ± 113, xilosidasa 0.018 ± 0.005, galactosidasa 0.01 ± 0.008, manosidasa 0.005 ± 0.0002, ramnosidasa 0.012 ± 0.004, glucosidasa 0.015 ± 0.003. Para la biotransformación del sustrato por la preparación Buzyme 2511® se determinaron como condiciones óptimas un pH de 6.0 y una temperatura de 50ºC. La actividad específica endoxilanasa fue de 86.4 Unidades/mg. Se realizó una selección de subproductos agropecuarios como sustratos para lograr una solución enriquecida en xilo-oligosacáridos mediante un proceso enzimático con el biocatalizador xilanasa Buzyme 2511® . Luego de un proceso termo-alcalino-enzimático (0.1M NaOH, 121ºC, 1h) seguido de una hidrólisis enzimática a 50ºC, se obtuvieron soluciones con las siguientes concentraciones de azúcares reductores g/l: 1.7 ± 0.23 álamo (populus alba), 3.3 ± 0.01 caña de castilla (arundo donax) ,8.2 ± 0.96 orujo de uva (vitis vinifera), 11.5 ± 1.9 orujo de manzana (malus domestica), 9.9 ± 0.18 escobajo de uva (vitis vinifera). Considerando solo el paso enzimático del proceso, el escobajo de uva presentó la mayor liberación de azúcares reductores (5 g/l). Los azúcares liberados durante dicho tratamiento comprendieron una fracción minoritaria del monosacárido xilosa (≈ 3 %) y una fracción mayoritaria de oligosacáridos (96%). Considerando que la actividad mayoritaria de la preparación enzimática fue de tipo endo-ß-1,4- xilanasa, se infiere que la solución remanente está compuesta por un alto porcentaje de xilooligosacáridos después de un proceso de solo 6 h.