Resumen

Se investigó la reutilización de la bromelina inmovilizada sobre nanopartículas magnéticas de CoFe₂O₄ para la hidrólisis de caseína. La inmovilización se efectuó covalentemente en un catalizador de nanopartículas de hierro y cobalto recubiertas con quitosano, glutaraldehído y bromelina. La bromelina alcanzó un máximo de inmovilización del 77%, conservando el 85 ± 2% de su actividad catalítica inicial a los 30 min. La caracterización del catalizador se realizó por espectrofotometría IR y UV-Vis, microscopía electrónica de transmisión (TEM), difracción de rayos X, voltametría de onda cuadrada (VOC), voltametría cíclica (VC) y magnetización de muestra vibrante (VSM). Los parámetros cinéticos K_M y V_MAX de la enzima libre e inmovilizada fueron: K_M = 2,1 ± 0,18 mM y 1,8 ± 0,16 mM, respectivamente y V_MAX = 6,08 x 10^-2 ± 2,1 x 10^-2 U/min y 6,46 ± 0,91 U/min, respectivamente. La estabilidad térmica de la enzima libre fue mayor que la de enzima inmovilizada: 95-98% y 83-87%, respectivamente. Se determinó un pH óptimo de 6 y temperatura de 20 °C en ambos casos. La bromelina inmovilizada mantuvo el 50% de su actividad catalítica hasta el quinto uso. Como aporte novedoso se realizó, en este estudio se realizó la caracterización por VOC y VC.

Introducción

La aplicación de procesos enzimáticos en la industria contribuye al ahorro de materias primas y a la eficiencia energética debido a su acción específica y rápida. Sin embargo, los costes de las enzimas limitan su aplicación en las economías emergentes [1]. Por ello, se ha considerado que la recuperación y el reciclado de las enzimas mediante su inmovilización ofrece un ahorro de costes potencialmente importante durante su aplicación. Para ello, se han desarrollado varias técnicas: adsorción en soportes sólidos, unión covalente en la superficie del material, atrapamiento/encapsulación en un material portador y reticulación [2].

Los parámetros utilizados para evaluar la eficacia de la inmovilización son: la eficiencia de la inmovilización, la producción y la carga enzimática [3]. Las características del material de soporte determinan el rendimiento del sistema enzimático inmovilizado, incluyendo la resistencia física, la hidrofilia, la inercia, la facilidad de acoplamiento enzimático, la biocompatibilidad, la resistencia al ataque microbiano y la disponibilidad a bajo coste [4]. Para la inmovilización, se utilizan tanto materiales poliméricos naturales y sintéticos como sustratos inorgánicos porque tienen altas áreas de superficie específica [5]. Las nanopartículas magnéticas (MNP), además de la elevada superficie específica, son resistentes a la transferencia de masa y tienen una carga enzimática eficaz. También ofrecen la posibilidad de recuperación mediante el uso de un campo magnético, incluso cuando actúan como portadoras de la enzima inmovilizada [6].

• Materias:Nanopartículas Metales Hidrólisis Enzimas
• Subjects:Nanoparticles Metals Hydrolysis Enzymes
• Palabras claves:Inmovilización; Enzima; Caseína; Reutilización; Hidrólisis; Voltametría
• Keywords:Immobilization; Enzyme; Casein; Recycling; Hydrolysis; Voltammetry