Inmovilización de una mananasa en un soporte a base de quitina y/o quitosano para la hidrólisis de torta de palmiste

Abstract

La torta de palmiste es un subproducto de la extracción de aceite de palma, que contiene un 50% de carbohidratos, principalmente galactomananos que pueden ser hidrolizados enzimáticamente por mananasas para la liberación de azúcares reductores útiles como fuente de energía para diversos microorganismos en procesos fermentativos para la obtención de diversos productos de valor agregado tales como el bioetanol. En esta investigación se realizó la inmovilización de una mananasa para la hidrólisis de la torta de palmiste. Se evaluaron seis diferentes tipos de soportes a base de quitina y quitosano, a saber: Quitina, Quitosano modificado con pectina y hierro obtenido por secado por aspersión (CPFF), Quitosano modificado con epiclorhidrina y hierro, obtenido por liofilización (CEFF), Quitosano modificado con anhídrido acético y hierro, secado por liofilización (CAFF), Quitosano modificado con epiclorhidrina secado por aspersión (CE), Quitosano modificado con anhídrido acético, secado por aspersión (CA). Los soportes que presentaron mejor estabilidad en los medios de reacción y alta actividad enzimática cuando se inmovilizó en ellos la mananasa fueron la quitina, CPFF y CEFF. Con la mananasa sobre quitina se lograron realizar 6 ciclos de reacción sucesivos luego de los cuales se conservó una actividad remanente de alrededor del 15 % de la actividad de la enzima libre. Las condiciones a las que se presentaron mejores resultados para la hidrólisis de la torta de palmiste fueron pH 6 y temperatura de 50°C, tanto para le enzima libre como para la inmovilizada en CEFF

Abstract : Palm kernel press cake (PKC) is a byproduct of palm oil extraction, which contains 50% of total carbohydrates, mainly galactomannans. They can be converted into reducing sugars by enzymatic hydrolysis performed by a mannanase, and these sugars can be further used as an energy source by many microorganisms for the production of a variety of added value products like bioethanol. In this research the immobilization of a mannanase for the hydrolysis of PKC was made. Six different supports of chitin/chitosan were evaluated as follows: Chitin, modified chitosan with pectin and iron obtained by spray drying (CEFF), modified chitosan with epichlorohydrin and iron obtained by freeze drying (CEFF), modified chitosan with acetic anhydride and iron obtained by freeze drying (CAFF), modified chitosan with epichlorohydrin obtained by spray drying (CE) and modified chitosan with acetic anhydride obtained by spray drying (CA). The supports that showed lower solubilities in the reaction media and high immobilized mannanase activities were chitin, CPFF and CEFF. With the immobilized mannanase on chitin, 6 successive reaction cycles were performed keeping a 15% of the free enzyme activity in the last cycle. Chitosan was used as a coating of iron particles, which will give magnetic properties to the material. The best system was selected to perform a kinetic study on the hydrolysis of palm kernel cake. The optimal conditions for PKC hydrolysis for free and immobilized enzyme in CEFF were at pH 6 and T=50°C.