Hidrólisis de sacarosa por invertasa de Saccharomyces cerevisiae inmovilizada sobre nanopartículas magnéticas de ferrita de cobalto

Abstract

En el estudio se desarrolló un método alternativo para la hidrólisis de sacarosa por β-D-fructofuranosidasa de Saccharomyces cerevisiae inmovilizada sobre nanopartículas magnéticas de ferrita de cobalto (NPM-CoFe2O4), una metodología que permite el reúso de la entidad biológica. Los resultados revisados en la literatura alertan sobre la modificación de la actividad de las enzimas cuando son inmovilizadas; por esta razón se cuantificaron los cambios en las propiedades catalíticas de la enzima inmovilizada para conocer la eficacia de este sistema a escala de laboratorio. Las nanopartículas magnéticas fueron sintetizadas por el método de reducción poliol y caracterizadas por Difracción de rayos X, Magnetometría de Muestra Vibrante, Microscopia Electrónica de Barrido y Microscopia Electrónica de Transmisión. Las nanopartículas se recubrieron con quitosano y se activaron con glutaraldehído, el cual acopló la β-D-fructofuranosidasa sobre las nanopartículas mediante unión covalente. La inmovilización se caracterizó por Espectroscopía Infrarroja con Transformada de Fourier, y la cantidad de enzima inmovilizada y el rendimiento de la inmovilización se determinó por el método espectrofotométrico para la cuantificación de proteína de Bradford. Se investigó el comportamiento catalítico de la enzima en función del pH y la temperatura. El pH operacional óptimo fue 0.5 más alto para la enzima inmovilizada respecto a la enzima libre. La temperatura operativa óptima fue de 50°C para la enzima libre e inmovilizada. Luego de la inmovilización Vmáx disminuyó 2.96% y Km aumentó en un factor de 1.7. Las bio-nanopartículas retuvieron un 95.89 y 91.79% de la actividad inicial, en el segundo y tercer ciclo de uso.

Invertase Immobilization on Magnetite Nanoparticles for Efficient Fructooligosaccharide Generation: A Comprehensive Kinetic Analysis and Reactor Design Strategy

“…Romero-Vargas and Reyes-Cuellar reportedly conducted the immobilization of invertase on cobalt ferrite magnetic nanoparticles functionalized with chitosan and activated with glutaraldehyde. Cobalt ferrite magnetic nanoparticles functionalized with chitosan and activated with glutaraldehyde have been used to immobilize invertase, presenting a slight reduction in the maximum reaction rate and an increase in the affinity constant (K M ) while maintaining over 91.79% of their original activity after three reuses [28]. Magnetic diatomaceous earth nanoparticles were also used for invertase immobilization, retaining 83% activity after 120 days of storage and increasing their thermal stability by 14% relative to that of the free enzyme, with 60% residual activity after 10 reuse cycles [14].…”