Estudio cinético de la bioconversión de naringenina - García Martínez, Luis Eduardo (Universidad Autónoma Metropolitana, 2016)
El objetivo de este trabajo fue evaluar la transformación del flavonoide naringenina con un biocatalizador, buscando la hidroxilación de este compuesto. Mediante una selección de microorganismos se eligió al hongo Aspergillus brasiliensis PP4 con potencial de bioconversión de la naringenina, en donde se encontraron 3 posibles productos que fueron denominados como P1, P2, y P3. Se buscó identificar los productos obtenidos durante la bioconversión mediante un análisis de espectrometría de masas, se logró identificar uno de los compuestos, la floretina, derivado de la ruptura del anillo pirona de la naringenina. Además, se identificaron dos compuestos cuya masa y características se cree corresponden derivados mono y dihidroxilados de la naringenina, aunque sin conocer la posición de la adición de los grupos hidroxilo. Por otra parte, se llevaron a cabo cinéticas de bioconversión en donde se varió la concentración de la naringenina (100, 130 y 150 mg/L) y el tipo de operación (lote y lote alimentado). En los experimentos en lote con 100 mg/L se observó la presencia sólo de los productos P1 y P2. Con 130 mg/L hubo presencia de los tres productos mostrando el producto P2 una máxima presencia a las 24 h para después bajar su concentración, lo que sugiere que es un posible intermediario. El producto P3 tuvo una mayor producción con 150 mg/L de sustrato. En las pruebas en lote alimentado, manteniendo concentraciones por encima de los 100 mg/L de naringenina la bioconversión se vio disminuida en la formación del producto P2 que fue de una quinta parte de comparado con lo obtenido en el sistema en lote, y la ausencia del producto P1. Finalmente, con los resultados obtenidos y con base en la literatura se propuso un mecanismo de reacción y se definió un modelo matemático para describir la bioconversión. Debido a que no se contó la información suficiente se resolvió el modelo utilizando únicamente los datos de concentración de la naringenina consumida y buscando ajustar las tendencias de las áreas de los cromatogramas de la producción de los posibles compuestos hidroxilados, aportando información para en futuros trabajos generar un modelo completo.; The aim of this work was to evaluate the hydroxylation of naringenin on Aspergillus brasiliensis PP4. This fungus was selected by a screening of microorganisms with potential to carry out the aforementioned biotransformation. The hydroxylation of naringenin led to the production of three compounds, herein called P1, P2 and P3, which after a mass spectrometry analysis were identified as phloretin, and two hydroxylated compounds, respectively. P1 was obtained from the rupture of the naringenin pyrone ring, however it was not possible to identify the position of the hydroxyl groups in the hydroxylated compounds (P2 and P3). Kinetics experiments were carried out evaluating the effect of initial naringenin concentration (100, 130 and 150 mg/L) and operating the bioreactor in batch and fed-batch mode. In the batch experiments using an initial concentration of naringenin of 100 mg/L, P1 and P2 were the only compounds observed. Besides, when the initial concentration of narengin was larger than 100 mg/L, P1, P2 and P3 were all observed. An initial narengin concentration of 130 mg/L led to produce a maximum concentration of P2 at 24 h of bioconversion, after this time its concentration decreased, suggesting that P2 is a possible intermediary producing P3. On the other hand, an initial narengin concentration of 150 mg/L led to the largest production of P3. In the fed-batch experiments, carried out at naringenin concentrations larger than 100 mg/L, the bioconversion was lower than in the batch experiments; here P2 and P3 were the only compounds observed, obtaining one fifth of the amount of P2 produced in batch experiments. Finally, a kinetic model was defined to describe the bioconversion of naringenin. Due to insufficient experimental information, the model and parameters were no statistically significant but predicted the observed trends during the formation of P1, P2 and P3 out of naringenin. These results provided basic information for future work aimed at developing a kinetic model.