Immobilization of lipase in Biochar obtained from Manihot Esculenta Crantz

Inmovilización de lipasa en biochar obtenida de Manihot Esculenta Crantz

Las enzimas inmovilizadas son catalizadores de gran interés industrial, ya que unen las ventajas de la catálisis heterogénea con la alta selectividad y las condiciones de operación suaves de las enzimas. El biochar es un material carbonoso poroso, que tiene la característica de que es un fuerte candidato para incorporar enzimas en su estructura. Otro hecho relevante es la posibilidad de cambios y adaptaciones por condición de síntesis en la estructura de Biochar debido a las necesidades de la aplicación. En este contexto, el objetivo de este trabajo fue el estudio de la inmovilización de lipasa en un biochar producido por pirólisis (600 ° C) de un residuo agrícola llamado tocón de yuca. Se evaluaron diferentes concentraciones enzimáticas (0.1, 0.25 y 0.5 g / L) para determinar la afinidad entre la enzima y el biochar. Los resultados obtenidos mostraron que la enzima estudiada se podía inmovilizar fácilmente en el biochar, obteniendo como rendimiento de inmovilización 61.2% cuando se usa la mayor concentración de enzima.

Introducción

Las enzimas son un grupo de sustancias orgánicas con naturaleza proteica y actividad intracelular o extracelular. Su función principal en los organismos es proporcionar una ruta reactiva de menor energía de activación con un menor tiempo de reacción y en condiciones suaves de temperatura y presión. Las enzimas convierten una sustancia llamada sustrato en un producto, y suelen ser bastante específicas. En los procesos biológicos, las enzimas son preferibles a los catalizadores químicos porque son más selectivas y dan lugar a un producto más limpio y a un mayor rendimiento. Sin embargo, la dificultad para recuperar la enzima del medio de reacción al final de la misma, junto con la inestabilidad en determinados disolventes y/o condiciones de pH, temperatura y exposición a agentes desnaturalizantes, las hace inadecuadas para su uso en varios procesos. La inmovilización enzimática ha surgido como una alternativa para superar estos inconvenientes. La inmovilización de enzimas ha demostrado ser una poderosa herramienta para mejorar casi todas las propiedades enzimáticas, como la alta actividad y la selectividad. La inmovilización es un proceso que puede definirse como la fijación de enzimas o células vivas a una superficie, de forma que su actividad catalítica no se vea afectada negativamente. El uso en procesos continuos, el aumento de la estabilidad y la reutilización del biocatalizador son las principales ventajas que ofrece la inmovilización.

La investigación sobre sustratos para la inmovilización de enzimas ha ido en aumento.  Se pueden utilizar varios materiales orgánicos o inorgánicos como soportes para la inmovilización y, durante la selección para un determinado proceso de inmovilización, las principales propiedades a analizar son: área superficial, insolubilidad, regenerabilidad, reutilización, resistencia al ataque microbiano, resistencia mecánica, contener un gran número de sitios para inmovilizar la enzima e imponer la menos limitaciones para que se produzca la reacción. Sin embargo, la elección del soporte para la inmovilización no sólo está relacionada con sus propiedades químicas y físicas, sino también con las características de la enzima a inmovilizar y el proceso en el que se aplicará.