Producción de b-amilasa a partir de clostridium thermosulfurogenes.

Producción de β-amilasa a partir de Clostridium thermosulfurogenes.

ITESM, Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey.
Campus Monterrey.

Resumen.

La enzima β-amilasa (1,4-α-D-glucano maltohidrolasa) es secretada por Clostridium thermosulfurogenes, una bacteria termófila anaerobia. Debido a que esta enzima es un metabolito secundario, solo se requiere purificarla parasu comercialización; el procedimiento a nivel laboratorio es utilizar tres métodos distintos: “salting out” con sulfato de amonio, cromatografía en columna de DEAE-celulosa y filtración en gel utilizando Sephadex G-200. La actividad de la enzima es estable a 80ºC y óptima a 75ºC. El rango de pH óptimo de actividad es de 5.5 a 6 y de estabilidad, 3.5 a 6.5. La maltosa es el producto con mayorproporción en la hidrólisis de almidón por esta enzima. En este trabajo se pretende plantear un proceso de producción de β-amilasa a nivel laboratorio.
Palabras clave: Clostridium thermosulfurogenes, bacteria termófila, β-amilasa, metabolito secundario.
Abstract.
The β-amylase enzyme (1,4-α-D-glucan maltohidrolase) is secreted by Clostridium thermosulfurogenes, a thermophilic anaerobic bacterium.Owing to that this enzyme is a secondary metabolite, there’s just required to purify it for its sale; the procedure is to use three different methods: “salting out” with ammonium sulfate, chromatography in DEAE-cellulose column and gel filtration using Sephadex G-200. The enzyme has an optimal temperature of 75 ̊C and is stable at 80̊C. The optimal pH is between 5.5 and 6 and is stable between5.5 and 6.5. Maltose is the product with more proportion in the starch hydrolysis by this enzyme. Adicionally, a production process for β-amylase in a laboratory scale is proposed.
Key words: Clostridium thermosulfurogenes, thermophilic bacterium, β-amylase, secondary metabolite.

Introducción


Existen diversos procesos industriales que requieren de enzimas termoestables, en particular laproducción de edulcorantes a partir de maíz. Lo que se pretende con ese proceso es convertir almidón en soluciones de maltosa. Cuatro de las cinco enzimas utilizadas en el proceso son termoestables: α- amilasa, glucoamilasa, glucosa isomerasa y pululanasa. Sin embargo la quinta enzima, β-amilasa se encuentra de una forma moderadamente termoestable en diversos organismos y plantas.


Lafamilia de las amilasas es de gran interés biotecnológico debido a su uso en la sacarificación de almidón, así como en la industria de textiles, alimentos y cerveza. Las amilasas pueden ser sintetizadas por plantas, animales y microorganismos. La α-amilasa se ha extraído de microorganismos, mientras que la β-amilasa se encuentra generalmente en plantas, en algunas bacterias del género Bacillus,Pseudomonas, Clostridium y Streptomyces, y en algunos fungi.

Las β-amilasas derivadas de microorganismos no han sido lo suficientemente termoestables o activas para sustituir a las de las plantas por lo que estas últimas son las que se utilizan con mayor frecuencia en la producción de maltosa a pesar de su alto costo.

Una enzima derivada de un microorganismo sería mucho más barata y sencilla deobtener siempre y cuando fuera producida extracelularmente. Por esta razón se plantea la necesidad de encontrar una enzima β-amilasa que sea tan termoestable que se pueda mezclar con las otras enzimas termoestables y de esta forma, realizar la producción de jarabes en un solo paso y así mejorar la producción.

Aunado a esto, el proceso continuo contra el proceso de fermentación por batch para laobtención de enzimas, ha contribuido a numerosas investigaciones sobre enzimas extracelulares para procesos; estos son afectados por represiones, inducciones, limitaciones e inhibiciones en la síntesis de la enzima. Por tal motivo, la estabilidad en la producción de la enzima es degenerada rápidamente en procesos continuos; por lo que se ha pretendido usar organismos termófilos en la producción...