Estudio cinético de la hidrólisis enzimática de almidón de papa

Kinetic study of enzymatic hydrolysis of potato starch

A lo largo del artículo se describe el estudio cinético de la hidrólisis enzimática del almidón de papa utilizando enzimas en forma soluble de la firma fabricante Novo Nordisk. Para ellos se efectuaron diversos ensayos, divididos en cuatro grupos: estudio del tiempo de reacción, con el cual fue posible disminuir su duración de 48-72 horas reportadas por la literatura, a 16 horas, con niveles de productividad comparables; selección del conjunto de enzimas que se van a utilizar en el cual se evaluaron diversos tipos-BAN y Termamyl como alfa-amilasas en la etapa de dextrinización y AMG, Promozyme y Fungamyl para la reacción de sacarificación-, identificando aquellas que presentaran mejor desempeño en la hidrólisis.

Se optimizaron las condiciones de reacción para las dos etapas del proceso: dextrinización y sacarificación. Para la primera se estudiaron la dosis enzimática, la concentración de cofactor calcio, el pH, la temperatura y la velocidad de agitación, mientras que para la sacarificación se contemplaron la relación de enzimas, el pH y la velocidad de agitación; este último parámetro reportó valores sin antecedentes en la literatura, 60 r.p.m y 30 r.p.m para la primera y segunda reacciones, respectivamente.

Con las condiciones optimizadas se realizó por último la cinética de Michaelis Menten, variando el sustrato de 10-50% P/V, obteniéndose los parámetros cinéticos km y Vmáx, para cada reacción, encontrando un modelo cinético acorde con las condiciones locales de trabajo, capaz de explicar la conversión del almidón de papa a jarabe de glucosa y logrando equivalentes de dextrosa de 96 al final de la reacción, que se encuentran dentro del rango máximo reportado en la literatura (94-98).

Para la realización de los ensayos se construyó previamente un equipo de laboratorio tipo banco, capaz de reproducir y mejorar condiciones de la literatura, convirtiéndose en una herramienta útil y confiable para realizar ensayos con buenos resultados.

INTRODUCCIÓN

La utilización de las enzimas en procesos industriales biotecnológicos adquiere cada vez mayor importancia en la medida en que se requieren nuevos y mejores productos destinados a satisfacer necesidades y mercados altamente exigentes. En el país.

sectores como panadería, cervecería. detergentes, vinos y zumos de frutas están desarrollando ampliamente las bondades de la tecnología enzimática, mientras que otros, como la hidrólisis del almidón, presentan una aplicación mínima pese a la disponibilidad comercial de las enzimas, su eficiencia, especificidad, comodidad, economía y demanda actual de la industria alimentaria.

Los hidrolizados enzimáticos surgen de la necesidad de sustituir ciertas materias primas para ofrecer productos de gran competitividad que generen  diversas opciones en el mercado: sus aplicaciones -jarabes con azúcares de mayor poder de disolución,  sustancias en la preparación del color caramelo que aportan resistencia a la decoloración térmica, dan cuerpo, acentúan los sabores a frutas y mejoran el color  y las  texturas-, así como la existencia de un mercado potencial, son algunas de las razones por las cuales cobran importancia hoy en día.

González y Castellanos (2000), al estudiar la incidencia del análisis de mercados en el desarrollo de la ingeniería de enzimas en Colombia, afirmaron que existe en el país una demanda fuerte de jarabes de glucosa, abastecida en su totalidad por mercados internacionales: «De los estudios se concluye que en Colombia actualmente los mercados de glucosa, jarabe de glucosa, la combinación de los anteriores y glucosa con todos los jarabes están en crecimiento (5,1% , 0.2%, 5,95% y 1,57%, respectivamente), el mercado de jarabe invertido se está reactivando. Por lo que se recomienda la producción de glucosa y su jarabe» (González y Cas­tellanos, 2000).