Obtaining and evaluation of enzymatic extract from Aspergillus spp. by saccharification of sour cassava starch liqued

• Rueda, Andrés M. ^[1] ; Rueda, Luis J. ^[1] ; Molina V., Daniel ^[1] ; Sánchez, Clara I. ^[2]
  1. [1] Universidad Industrial de Santander

     Universidad Industrial de Santander

     Colombia

     
  2. [2] Escuela de Microbiología. Universidad Industrial de Santande
• Localización: Revista ION: Investigación, Optimización y Nuevos Procesos en Ingeniería, ISSN-e 2145-8480, ISSN 0120-100X, Vol. 30, Nº. 2, 2017 (Ejemplar dedicado a: Revista ION), págs. 79-86
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Obtención y evaluación de un extracto enzimático de Aspergillus spp. para la sacarificación de almidón de yuca licuado
  • Recolha e avaliação de um extracto de enzima de Aspergillus spp. para a sacarificação da mandioca amido liquefeito
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• Resumen
  • español

    Comercialmente las enzimas de sacarificación son más costosas que las de licuefacción, por tal razón se buscan estrategias que permitan el suministro de estas enzimas a bajo costo. Los objetivos de este estudio fueron evaluar extractos enzimáticos sacarolíticos a partir de cepas nativas, seleccionar un extracto y determinar las mejores variables para la producción de jarabes de glucosa. Para ello, en trece hongos filamentosos aislados de yuca amarga Manihot sp. fueron evaluadas la actividad sacarolítica, la hidrólisis de maltosa, la producción de glucosa y la formación de biomasa bajo condiciones de fermentación sumergida. El aislamiento identificado como Aspergillus A1 fue seleccionado por presentar la más alta actividad volumétrica (0,09UI.L-1). Durante la fermentación en estado sólido se corroboró la presencia de proteínas mediante el método de electroforesis SDS-PAGE y se evidenció una banda de mayor intensidad con peso molecular entre 60 y 70 kDa. Para el extracto enzimático de Aspergillus A1 se determinó que las mejores condiciones experimentales de sacarificación, con el uso de maltosa como sustrato, fueron pH 4,0, temperatura 55,0 °C, y sin agitación. Igualmente en la evaluación del efecto de los cofactores Cu2+, K+, Mg2+ y Na+ en concentraciones de 1 mM, se observó que todos incrementan la actividad enzimática especialmente el Mg2+ , el cual la aumenta en 1,32 UI.mg-1 (32,4%). La estabilidad térmica de la proteína a 55,0°C fue de 120 minutos. La capacidad sacarolítica del extracto enzimático fue confirmada usando como sustrato almidón de yuca amarga licuado.

  • English

    The saccharification enzymes are more expensive than liquefaction enzymes for that reason are sought strategies that allow the supply of these enzymes at low cost. The objectives of this study were to evolve saccharolytic enzymatic extracts from native strains, to select an extract and to determine the best variables for the production of glucose syrups from liquefied bitter cassava starch.Thirteen mushrooms isolated from sour cassava (Manihot sp). were evaluated for their saccharolytic activity, hydrolysis of maltose, glucose production and biomass formation in submerged fermentation. Aspergillus A1 was selected because it had the highest volumetric activity (0.09UI.L-1). During solid-state fermentation, the presence of proteins was corroborated by electrophoresis SDS-PAGE. Through various experiments, the best experimental condition were pH 4.0, agitation 0r.p.m and temperature 55.0°C; the effect of cofactors Cu2+, K+, Mg2+ and Na+ was evaluated, Mg2+ increases the activity in 1.32UImg-1 (32.4%). The thermal stability at 55.0°C is 120 minutes. Finally, the saccharolytic capacity of the enzymatic extract was confirmed using liquefied cassava starch.

  • português

    Comercialmente as enzimas de sacarificação são mais custosas do que as de liquefação, por esta razão procuram-se estratégias que permitam fornecer este tipo de enzimas a baixo custo. Os objetivos deste estúdio foram avaliar extratos enzimáticos sacarolīticos de cepas nativas, selecionar um extrato e determinar as melhores variáveis para a produção de xaropes de glicose. Para isto, de treze fungos filamentosos isolados de mandioca amarga Manihot sp., foram avaliadas a atividade sacarolítica, a hidrólise de maltose, a produção de glicose e a formação de biomassa em condições de fermentação submersa. O isolamento Aspergillus A1 foi selecionado por apresentar a maior atividade volumétrica (0,091UI.L-1). Durante a fermentação em superfície a presença de proteínas foi confirmada pelo método de eletroforese de SDS-PAGE junto com uma banda de maior intensidade com peso molecular entre os 60 e 70kDa. Para os preparados enzimáticos de Aspergillus A1 determinou-se que as melhores condições experimentais de sacarificação usando maltose como substrato foram pH 4,0, temperatura de 55,0°C, sem agitação. Igualmente na avaliação do efeito dos cofatores Cu2+, K+, Mg2+ e Na+ em concentrações de 1 mM, observou-se que todos incrementam a atividade enzimática principalmente o Mg2+ em 1,32UI.mg-1 (32,4%) em relação ao controle. A estabilidade térmica da proteína de 55,0°C é de 120 minutos. A capacidade sacarolítica do extrato enzimático foi confirmada usando substrato hidrolisado de mandioca amarga.