Producción de enzimas tipo feruloil esterasa por fermentación en medio sólido en pulpa de café Public Deposited
Este trabajo tuvo como propósito producir y caracterización un extracto enzimático con actividad feruloil esterasa y pectinasa a partir de un hongo filamentoso por fermentación en medio sólido utilizando como sustrato pulpa de café. A partir de una colección de 13 hongos filamentosos, pertenecientes principalmente a los géneros Aspergillus y Penicillium, se seleccionó a la cepa de Aspergillus tamarii V12307 por su capacidad para producir enzimas con actividad feruloil esterasa y pectinasa, dichas actividades fueron determinadas por metodologías basadas en la formación de halos de hidrólisis. Por análisis morfológico y por secuenciación se determinó el género y especie de A. tamarii. Con este microorganismo se estudió la producción de actividad feruloil esterasa utilizando como sustrato pulpa de café, tratada con disolventes para eliminar los ácidos hidroxicinámicos libres (en particular ácido caféico y p-cumárico), los cuales disminuyen la producción de la enzima feruloil esterasa (FAE). Con una mezcla metanol-agua (80:20), se estudió el efecto del tiempo y la temperatura sobre la extracción de los ácidos hidroxicinámicos libres, para ello se utilizó un diseño factorial compuesto con punto central. La cuantificación de los ácidos hidroxicinámicos se realizó por HPLC. Se usó la metodología de superficie de respuesta y análisis de regresión para optimizar las condiciones de extracción, las cuales fueron a 34 minutos y 56 °C. En estas condiciones se lograron obtener 77.1 mg de ácido clorogénico, 9.08 mg de ácido caféico, 3.10 mg de ácido p-cumárico y 2.74 mg de ácido ferúlico por Kg de pulpa de café seca. Estos valores corresponden a los ácidos hidroxicinámicos libres de la pulpa de café. Además se solubilizaron 5.63 g de hexosas/Kg de PC seca determinadas por el método de fenol sulfúrico. Por otra parte, el crecimiento de Aspergillus tamarii V12307 se siguió mediante la producción de CO2 durante la fermentación, utilizando columnas de vidrio empacadas. La actividad enzimática de los extractos fue analizada de dos maneras: a) Cromatografía en capa fina y b) Cromatografía líquida de alta resolución (HPLC); en ambas técnicas se confirmó la presencia de actividad feruloil esterasa. Adicionalmente, la producción enzimática se llevó a cabo en fermentación en medio sólido utilizando como sustrato pulpa de café tratada y adicionada con diferentes proporciones de un medio de cultivo que contiene maltosa y reportado para la producción de la enzima feruloil esterasa en pulpa de remolacha azucarera por Asther et al., 2002. En estos estudios se observó que la adición de medio de cultivo a la pulpa de café incrementó la velocidad específica de crecimiento (µCO2) y disminuyó el tiempo de germinación. Las condiciones de cultivo que favorecieron la producción de actividad enzimática fueron obtenidas al utilizar una proporción de medio de cultivo al 50%, incubando a 30 °C durante 36 horas con una humedad del 65%. Se obtuvieron actividades enzimáticas de 14.0 y 11.5 nkatal/g materia seca fermentada al utilizar como sustratos metil ferulato y etil ferulato, respectivamente. Estos resultados fueron mayores a los reportados por Asther et al. (2002) usando metil ferulato como sustrato de reacción y pulpa de remolacha como sustrato de producción de feruloil esterasas. Por otra parte, se realizó un análisis cinético para la producción de la enzima en las condiciones seleccionadas, obteniendo que la mayor producción de la actividad de la enzima fue de 12 nkatal/gMS y la productividad de 7 nkatal/gMS. día en 36 horas de cultivo. Mientras en el caso Asther et al., (2002) la productividad fue de 1.25 nkatal/gMS. día. Los resultados de este trabajo mostraron el potencial de usar la pulpa de café como sustrato para la producción de enzimas tipo FAE que degradan la pared celular y podrían liberar ácidos hidroxicinámicos esterificados a los azúcares de la pared celular. De esta forma, la PC podrá ser empleada para la producción de compuestos de alto valor agregado con actividad antioxidante o que pueden ser precursores de aromas.
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