Optimización de la hidrólisis enzimática de proteínas de plasma bovino

Abstract

RESUMEN: Se optimizó la reacción de hidrólisis enzimática de proteínas de sangre bovina en un reactor en lote, empleando la metodología de superficie de respuesta y la estrategia de algoritmos genéticos, como herramientas de optimización. Además, se analizó el efecto de las concentraciones de sustrato sobre la velocidad de reacción por medio de un modelo matemático en el que se asume una cinética de inhibición por sustrato. Para la hidrólisis se utilizó la enzima Alcalase ® 2.4 L. Se analizaron los factores pH, temperatura y relación enzima-sustrato, con el objetivo de alcanzar el máximo grado de hidrólisis en dos horas de reacción, empleando el método de valoración del protón liberado. El efecto de los factores experimentales sobre el máximo grado de hidrólisis se ajustó satisfactoriamente a un modelo polinomial (R2=0.93). Las condiciones óptimas para la reacción fueron: temperaturas de 60.4 °C, pH de 9 y relación enzima-sustrato de 10% (w/w), para alcanzar un grado de hidrólisis máximo de 23%.

ABSTRACT: The enzymatic hydrolysis reaction of bovine blood proteins in a batch reactor using the response surface methodology and Genetic Algorithms as optimization tools was studied. Furthermore, the effect of substrate concentration on the reaction rate using a mathematical model, which assumes substrate inhibition, was analyzed. The Alcalase ® 2.4 L is used for the hydrolysis. The pH, temperature and the enzyme-substrate ratio were analyzed in order to maximize the degree of hydrolysis for two hours of reaction, using the method of the assessment of proton release. The effect of experimental factors on the degree of hydrolysis was satisfactorily adjusted to a polynomial model with R2 = 0.93. The optimal reaction conditions were temperature 60.4 °C, pH 9 and enzyme-substrate of 10% (w/w), to achieve maximum degree of hydrolysis of 23%.