Modelamiento matemático de la estabilidad térmica de la inulinasa de Kluyeromices marxianus fermentado en extracto de Yacón (Polymnia sanchifolia)

• Autores: Diestra Balta, Jesús Grabiel, Margarito Aguilar, Lucas Eli
• Formato: tesis de grado
• Fecha de Publicación: 2015
• Institución: Universidad Nacional del Santa
• Repositorio: UNS - Institucional
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:repositorio.uns.edu.pe:20.500.14278/1962
• Enlace del recurso: https://hdl.handle.net/20.500.14278/1962
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: Estabilidad térmica; Inulinasa de Kluyeromices marxianu; Extracto de Yacón (Polymnia sanchifolia); Modelado matemático

Actualmente los jarabes de fructosa son producidos a partir de almidón de maíz mediante procesos enzimáticos, obteniéndose una mezcla de oligosacáridos, fructosa y glucosa. Una alternativa económica es la hidrólisis enzimática de inulina en un proceso de una etapa utilizando inulinasa, con rendimientos de hasta el 95% en producción de fructosa. La inulinasa es una enzima caracterizada por hidrolizar inulina en fructosa prácticamente pura, por ello el creciente interés por su producción, purificación y caracterización a partir de cultivos microbianos, siendo las levaduras Kluyveromyces marxianus las más estudiadas. El uso de inulina como materia prima para la producción de inulinasa por fermentación, se vislumbra como promisorio, por lo que la presencia de inulina en los tubérculos de yacón despierta el interés por utilizar esta raíz andina como sustrato para la producción de la enzima, como alternativa a las materias primas comerciales actuales y en el horizonte de revalorar la producción regional de este producto. El objetivo de la presente investigación fue el modelamiento matemático de la estabilidad térmica de la inulinasa, en el rango de trabajo de 48-60°C. La enzima fue obtenida de Kluyveromyces marxianus NRRL Y-7571, en un cultivo por lotes en extracto de yacón (Polymnia sanchifolia) como medio complejo, y purificada por precipitación con etanol. Las actividades enzimáticas, se determinaron por mediciones de velocidad inicial sobre 20 g/L de sacarosa y 10 g/L de inulina a 55°C y pH 5.0. Se determinó que la temperatura óptima que conduce a actividades enzimáticas superiores de 47,096 y 3,090 UI/mL es 55ºC, para la enzima actuando sobre sacarosa e inulina respectivamente. Los valores de energía de activación y desactivación enzimática fueron de 10,4559 y 61,917 Kcal/mol para la reacción sobre sacarosa respectivamente y de 7,103 y 27,710 Kcal/mol para la reacción sobre inulina. Los modelos matemáticos permiten predecir la actividad enzimática con respecto a los cambios de la temperatura y el tiempo del proceso enzimático, en un amplio rango de temperatura (35-65ºC). Se observó que en ambos casos la enzima fue más estable a temperaturas menores a la óptima de 55°C. Se concluyó, a partir del modelo matemático, que la temperatura de proceso debería ser 49°C para ambos casos, pues se obtienen altos valores de actividad enzimática y mayores niveles de estabilidad, en tanto que para Santos et al., (2007) el valor de la temperatura de proceso fue de 52°C.