EFECTO DEL TRATAMIENTO TERMICO Y PH SOBRE LA ACTIVIDAD DE LA ENZIMA AMILASA PRODUCIDA POR EL MICROORGANISMOS

Gustavo Andrés Bedoya  1 – Deiny Maryeli Córdoba2- Brigith Alejandra Joaqui3

Astrid Zoraya Parra4

Gustavo_94_95@unicauca.edu.co - deiny92@unicauca.edu.co -  brigith_alejasalas@unicauca.edu.co - astridparra@unicauca.edu.co

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EFECTO DEL TRATAMIENTO TERMICO Y PH SOBRE LA ACTIVIDAD DE LA ENZIMA AMILASA PRODUCIDA POR EL MICROORGANISMOS Bacillus amyloliquefaciens

RESUMEN

El presente trabajo evalúa el efecto de la temperatura y pH en la actividad enzimática de  amilasa  a través del método de difusión radial, esta enzima es obtenida a partir del microorganismo Bacillus amyloliquefaciens. El procedimiento se realiza en cajas de Petri utilizando como medio almidón soluble y agar, a cada una de las cajas de Petri se les realiza agujeros en los cuales se deposita la enzima y CaCl2 debido a que se necesita el ión Ca+ como cofactor, también se agrega buffer fosfato pH 6.0, estas son llevadas a ebullición a diferentes tiempos 0, 25, 50, 75 y 100 segundos, el efecto del pH se realiza a pH 4,6,8, al igual que el anterior se agrega la enzima y el CaCl2, pero antes de adicionar a los agujeros se mantienen las tres muestras durante una hora en el termostato a 55 ºC, para cada uno de los ensayos se realiza duplicado, se dejan durante 24 horas, después se adiciona solución de yodo para determinar el efecto de estas variables. Los resultados que se obtuvieron experimentalmente indican que  el pH en donde mejor actividad enzimática se presento fue pH 6 con una área de 6,60 cm2, con respecto a la evaluación de la temperatura se determina que  a los 50 segundos donde la enzima  se mantuvo expuesta a temperatura de ebullición fue donde mayor actividad enzimática presento siendo de 7.06cm2. 

Palabras claves: BAN 480L, almidón, tiempo, difusión radial  

MARCO TEORICO

El almidón es una estructura compleja conocida como polisacárido, químicamente distinguible de amilosa y amilopectina; presente en muchos cultivos agrícolas tales como trigo, arroz, maíz, cebada, avena, papa y yuca. La Industrialización de este producto se utiliza en lavandería, porcelana detergentes o como agentes anti envejecimiento, también en la cocción^[1] debido a que  es un producto funcional (espesante, estabilizante, y gelificante). De las calorías que se consumen los humanos el 70 al 80% provienen del almidón^[2] Es la principal fuente de energía de los vegetales.

Las enzimas son proteínas biocatalizadoras de reacciones bioquímicas en la naturaleza, son específicas por el sustrato.   Las enzimas en el campo de los alimentos se usan cada vez más, por su potencial variado y por su diversificación. La α amilasa, es una de las más importantes en el mercado de enzimas debido a que se usa en la licuefacción del almidón, papel, comida, industria cervecera, entre otros procesos. Actúa de forma endo (dentro de los enlaces) rompiendo α-1,4 y α -1,6 produciendo oligosacáridos y dextrinas, lo que resulta en una rápida reducción de la viscosidad y del almidón gelatinizado.^[3]  Las α-amilasas provenientes de hongos y bacterias son las más utilizadas en el sector industrial por sus múltiples ventajas: fácil disponibilidad, volumen de producción, estabilidad de operación, modificación y optimización del proceso.^[4]

Microorganismos como los Bacillus subtilis, Bacillus licheniformes y  Bacillus amyloliquefaciens, son de los mejores productores de termoestable α amilasa.^[5] 

Durante la gelatinización, dentro de la molécula de almidón los gránulos son destruidos irreversiblemente, por esto la temperatura de gelatinización es característica para cada tipo de almidón.  El impacto sobre los aspectos económicos y tecnológicos que ha tenido la aplicación de enzimas ha sido cada vez más notorio, por esto se hace precisa la aplicación de la enzima comercial α-amilasa obtenida del microorganismo BAN 480L.

Para una eficiente hidrólisis enzimática del almidón por las amilasas, conviene que esté gelatinizado, por esta razón se realiza un calentamiento del almidón antes de la adición de dichas enzimas.

La actividad enzimática también viene regulada por el pH de la solución enzimática. El pH óptimo o intervalo de pH de cada enzima es diferente cuando varía, la conformación de la enzima se altera, produciéndose un cambio en el estado de ionización de grupos del sitio activo y llegando a no ser funcional. Esto es debido a que la conformación de una proteína depende también de las atracciones y repulsiones entre los aminoácidos cargados negativamente y los cargados positivamente. Además algunas cadenas laterales de aminoácidos pueden actuar como ácidos o bases débiles que desarrollan funciones críticas en el sitio activo del enzima.^[6]

El pH óptimo para las α-amilasas de B. subtilis o B. amyloliquefaciens es variable y se encuentra generalmente en el rango 6.0 - 7.0. Existen pocos reportes de α-amilasas con un pH óptimo por debajo de 5.0. Algunos  casos  excepcionales incluyen la α-amilasas producida por Alicyclobacillus acidocaldarius con  un  pH  óptimo  de 3.0  y la producida por Pyrococcus  furiosus  activa a un  pH  de 3.5^[7].

Cada enzima tiene una temperatura óptima de actuación, superior e inferior a esta temperatura la velocidad de la reacción enzimática disminuye. El aumento en la velocidad de lisis al almidón se produce porque con altas temperaturas, existen más moléculas de sustrato con suficiente energía para reaccionar; la disminución de la velocidad de esta reacción es debida a la desnaturalización de la enzima (la mayoría de las proteínas globulares se desnaturalizan por encima de 60 - 70°C.)^[8]

RESULTADOS

Tabla 1. Efecto de la temperatura  en la actividad enzimática  de α-amilasas

Grafica 1. Área  de difusión radial Vs Tiempo

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Tabla 2. Efecto de pH en la actividad enzimática de alfa amilasa  

Grafica 2. Área de  difusión radial  Vs pH

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ANALISIS DE RESULTADOS

La actividad enzimática de la enzima α-amilasa producida por el microorganismo Bacillus amyloliquefaciens  fue determinada experimentalmente teniendo en cuenta dos variables temperatura y pH.

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