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UNIVERSIDAD NACIONAL DE QUILMES Departamento de Ciencia y Tecnología Bioprocesos II 2005 Segundo semestre

TRABAJO PRACTICO BIOCATALIZADORES INMOVILIZADOS
Introducción
El uso de biocatalizadores para llevar a cabo biotransfonnaciones es un área de la Biotecnología en continua expansión. Un aspecto clave del proceso es el uso del catalizador (célula o enzima) en un sistema continuo que permiteextender el uso del mismo en el tiempo dando como resultado una disminución de los costos del proceso y otras ventajas como una mayor pureza del producto, mayor productividad etc. También se puede pensar en la reutilización del biocatalizador en procesos batch. Para lograr este objetivo los biocatalizadores se inmovilizan. La definición de la European Federation of Biotechnology (1983) aclara elconcepto. "Los biocatalizadores inmovilizados son enzimas, células u organelos (o combinación de ellos) confinados o localizados en cierta región definida del espacio, con retención de su actividad catalítica y, si es necesario, de su viabilidad, y que pueden ser usados de modo repetido y continuo. Es necesario analizar tres de los conceptos incluidos en la definición: “Confinados o localizados":para cumplir con esta condición es necesario formar una fase sólida dispersa, macroscópica, de alta densidad y catalíticamente activa, dentro de, o en contacto con, un medio reactivo líquido libre de biocatalizador. Se dice que el biocatalizador está compartimentalizado. Las características de la fase sólida son tales que el transporte de reactivos hacia y desde el biocatalizador está gobernadopor difúsión exclusivamente. Por la resistencia al transporte difusional se establecen en la partícula gradientes de concentración o de pH, con lo que el ambiente que rodea a la partícula de biocatalizador inmovilizado difiere grandemente del seno de la fase líquida. “retención de la actividad catalítica (y viabilidad)": los tratamientos a los que son sometidas t nto las células como las enzimaslibres que serán inmovilizadas afectan en cierto a grado la actividad. Si bien es deseable, no es necesario que se retenga el 100% de la actividad del biocatalizador libre, pero, para mantener la rentabilidad del proceso, debe alcanzarse un valor que no debe ser menor al 25%. En el caso de células puede ser necesario mantener la viabilidad. La inmovilización, entonces, debe tratar de ser realizada encondiciones tales que la pérdida de actividad sea reducida. “uso repetido y continuo": surge inmediatamente que la gran ventaja del uso de biocatalizadores inmovilizados se relaciona con la fácil separación del catalizador del medio de reacción sin pérdida de actividad, y por consecuencia directa, con su reutilización. Las células o enzimas inmovilizadas pueden ser separadas fácilmente. Esnecesario saber cómo afecta el método de inmovilización la estabilidad del biocatalizador, y por ende la extensión de su uso repetido. Las células libres en suspensión presentan un rápido decaimiento en su actividad catalítica; sin embargo, las células inmovilizadas presentan una estabilidad mayor, y por lo tanto la inmovilización es un requisito necesario para poder reutilizar las células. El tiempo devida media, en condiciones operacionales, varía normalmente entre 20 y 50 días. Un caso particular, ampliamente usado, es aquel en el que se desea efectuar una reacción de una sola etapa donde la viabilidad celular no interesa. Mas aun esta se destruye deliberadamente mediante tratamientos fisícos o químicos los que también estabilizan la estructura celular. En este caso las células no viablesactúan como soporte de la actividad catalítica de interés.

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METODOS DE INMOVILIZACION: Para obtener biocatalizadores inmovilizados que retengan actividad y sean estables es necesario aplicar un método de inmovilización adecuado, que dependerá del tipo de actividad catalítica de interés....