Producción de isómeros de sacarosa a partir de la enzima sacarosa isomerasa recombinante de Burkholderia ubonensis en Pichia pastoris

Abstract

La investigación en el campo de la salud ha permitido evidenciar que la sacarosa presente en los alimentos genera diversas patologías como: obesidad, diabetes, enfermedades cardiovasculares entre otras, lo cual promueve la realización de estudios que permitan mitigar estas patologías y obtener nuevas alternativas a la sacarosa. En respuesta a esto se ha encontrado una amplia gama de edulcorantes, tanto artificiales como naturales que brindan perfiles de sabor y propiedades nutricionales variadas, es el caso de los isómeros de sacarosa como la isomaltulosa y trehalulosa que con una estructura molecular similar a la sacarosa, presentan un poder edulcorante respecto a la sacarosa del 50.0% y 60.0 % respectivamente, son de absorción lenta en el cuerpo además no cancerígeno y permiten el cuidado dental, presentando efectos positivos en la salud. Para avanzar en estos estudios se establece la cooperación entre la Universidad Nacional de Quilmes (UNQui) y Universidad Nacional de Colombia (UNAL), que tiene como propósito la producción de isómeros de sacarosa por vía biotecnológica, usando el clon de Burkholderia ubonensis que codifica para la expresión de enzimas sacarosa isomerasa (SIasa), en un microorganismo plataforma como Pichia pastoris, evaluando diferentes condiciones de operación para la producción de SIasa a escala matraz y biorreactor de tanque agitado de 3 L y luego mediante procesos de isomerización obtener los isómeros de sacarosa. Los resultados destacan la influencia significativa de los factores como el inductor metanol al 1 %v/v, con adición de 3 pulsos de este, velocidad de 600 rpm en biorreactor para la expresión de la SIasa con actividades de 95.0 U/mL, los extractos purificados lograron un máximo de 659.0 U/mL, además, de un rendimiento de 43.0 % para la isomaltulosa y de 14.5 % para la trehalulosa en reacciones de isomerización. (Tomado de la fuente)

Research in the field of health has shown that sucrose present in food generates various pathologies such as: obesity, diabetes, cardiovascular diseases, among others, which promotes the realization of studies that mitigate these pathologies and obtain new alternatives to sucrose. In response to this, a wide range of sweeteners, both artificial and natural, have been found to provide varied flavor profiles and nutritional properties, as is the case of sucrose isomers such as isomaltulose and trehalulose, which with a molecular structure similar to sucrose, have a sweetening power of 50.0% and 60.0% respectively with respect to sucrose. They are slowly absorbed into the body and are non-carcinogenic and allow dental care, presenting positive effects on health. To advance in these studies, cooperation is established between the National University of Quilmes (UNQui) and the National University of Colombia (UNAL), which has the purpose of producing sucrose isomers by biotechnological means, using the Burkholderia ubonensis clone that codes for the expression of sucrose isomerase (SIase) enzymes, in a platform microorganism such as Pichia pastoris. evaluating different operating conditions for the production of SIase at flask scale and 3 L stirred tank bioreactor and then through isomerization processes obtain the sucrose isomers. The results highlight the significant influence of factors such as the 1 %v/v methanol inducer, with the addition of 3 pulses of this, 600 rpm speed in bioreactor for the expression of SIase with activities of 95.0 U/mL, purified extracts achieved a maximum of 659.0 U/mL, in addition, a yield of 43.0 % for isomaltulose and 14.5 % for trehalulose in isomerization reactions.