ácido gálico, ácido tánico y ácido elágico

DESARROLLO
DE
BIO-PROCESOS
PARA
LA
PRODUCCIÓN
DE
ANTIOXIDANTES (ÁCIDO GÁLICO, ÁCIDO TÁNICO Y ÁCIDO ELÁGICO) DE
ALTO VALOR COMERCIAL A PARTIR DE SUBPRODUCTOS DE LA NUEZ
Resumen ejecutivo
El presente trabajo de investigación fue realizado en tres etapa:s la primera fue
la producción de la enzima tanin acil hidrolasa, utilizando una cepa aislada de
la región semidesértica de Coahuila y bajo condiciones de manipulación
establecidas por Cruz-Hernández (2002). Para la segunda etapa se llevo a
cabo la purificación parcial de la enzima, usando el protocolo desarrollado por
Mata-Gómez (2006) y en la tercera etapa se llevó a cabo el estudio de
estabilidad de esta enzima en cuanto a pH y temperatura.
En la primera etapa, para la producción de la enzima se utilizó la cepa de
Aspergillus niger GH1 perteneciente a la colección del Departamento de
Investigación en Alimentos de La Facultad de Ciencias Químicas de la
Universidad Autónoma de Coahuila (DIA-UAC), la cual fue conservada en
tubos eppendorf en una solución que contenía leche descremada al 5% y
glicerol al 10% a -40 °C.
En la segunda etapa se establecieron las condiciones de reacción de la tanasa
para hidrolizar los taninos extraídos de la nuez para la liberar los antioxidantes
monofenólicos. Se establecieron las constantes cinéticas de la tanasa libre e
inmovilizada, ya que se evaluó el efecto de la concentración de la enzima y del
sustrato. El efecto del pH y de la temperatura sobre la actividad de la tanasa
libre también fueron determinados.
La tercera etapa consistió en la producción de la enzima tanasa utilizando la
cepa de Aspergillus niger GH1 perteneciente a la colección del Departamento
de Investigación en Alimentos de la Facultad de Ciencias Químicas de la
Universidad Autónoma de Coahuila y bajo condiciones de manipulación
establecidas por Cruz-Hernández (2002). Después se llevó a cabo la
purificación parcial de la enzima, usando diálisis, concentración por
polietilenglicol y cromatografía en gel; siguió la inmovilización de la enzima
tanasa utilizando alginato de calcio como soporte y finalmente en la cuarta
etapa el estudio cinético de la enzima.
Para obtener la tanasa intracelular se realizaron dos fermentaciones en las
cuales se utilizaron cuatro matraces Erlenmeyer de 1000 mL cada uno con 250
mL del medio líquido a una concentración de 12.5 g/L de ácido tánico y un
inoculo de 1 x 107 esporas/mL. El tiempo de incubación fue de 24 horas a una
temperatura y agitación constante de 30° C y 250 rpm respectivamente. De
dichas fermentaciones se obtuvo una concentración de biomasa de 1.166 g. La
tanasa intracelular fue extraída por la lisis de las células mediante la
maceración de la biomasa previamente congelada en nitrógeno líquido por un
tiempo de 30 minutos. La enzima fue recuperada con buffer de acetatos 100
mM, pH=5.5 logrando obtener un volumen de extracto enzimático crudo de
200.5 mL con una actividad de 15.68 U/L y una actividad especifica de7.29
U/mg.
Las conclusiones a que llega el investigador a partir de los resultados que
obtuvo fueron: el extracto enzimático crudo obtuvo una actividad enzimática de
81.9 U/L y una actividad específica de 4.3 U/mg.; en el extracto enzimático
purificado se observó una actividad enzimática de 582.9 U/L y una actividad
específica de 23.5 U/mg; el pH óptimo de la enzima tanasa de A. niger GH1 es
de 6, manteniéndose estable desde pH 2 hasta pH 8; la temperatura óptima, a
la que se obtuvo la mayor velocidad enzimática es de 60 °C, con un rango de
estabilidad desde los 20 hasta los 65 °C; se logró conocer la mejor
concentración de sustrato para que la enzima obtenga su mayor actividad es
de 0.75 g/L, utilizando metilgalato; el mejor tiempo de reacción para la TAH es
de 20 minutos bajo las condiciones óptimas; la K M y Vmax para la tanasa de
Aspergillus niger GH1 es de 4.1 x 10-3 M y 11.03
-1,
respectivamente.
Demanda o problemática que atiende
A partir de subproductos de la nuez, investigar las condiciones de reacción de
la tanasa para hidrolizar los taninos extraídos de la nuez, con el fin de liberar
los antioxidantes monofenólicos, de alto valor comercial.
Resultados obtenidos y/o descripción. Características de la tecnología
generada
Determinación de las condiciones para la producción de la enzima tanasa de
Aspergillus niger GH1 en un sistema de Fermentación en Estado Sólido (FES).
Evaluación del efecto del pH inicial del medio y el tiempo de incubación para la
producción de tanasa en FES.
Impactos
Los resultados más importantes derivados del proyctodieron lugar a la
elaboración de documentos, entre ellos un artículo internacional y tres capítulos
que formaron parte de un libro sobre fitoquímicos. Lo anterior, considerando la
importancia que tiene socializar el conocimiento científico.
Costos estimados de la aplicación de los resultados y/o tecnología generada
Derivado de este proyecto surgió un avance científico del que no es posible
cuantificar costos por su posible aplicación.
Ámbito de aplicación
Comunidad científica nacional.
Información adicional o comentario
El investigador señala que se evaluaron los fenómenos de inhibición de la
enzima, y se compararon los parámetros cinéticos de la tanasa producida bajo
dos sistemas diferentes de producción, el cultivo sumergido y el cultivo en
estado sólido.
Clave del proyecto: SAGARPA 2005-C01-12385
Sistema Producto y/o línea estratégica de atención: nuez; fitomejoramiento
genético.
Investigador:
Institución: Universidad Autónoma de Coahuila