Evaluación de la producción de xilitol con aldosa reductasa mediante nanosoportes

Abstract

Xylitol demand in the food and pharmaceutics industries increases the interest in its production, in increasing it and in decreasing its cost. This is due to its properties as a low calorie non cariogenic sweetener. The purpose is the obtention of an enzymatic complex for xylitol production. An enzymatic complex that resolved some problems of the enzymatic production of xylitol was developed. In this work, the enzymatic complex comprised of aldose reductase (AR) and glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6FDH) was protected in mesoporous particles, to preserve its enzymatic activity. The silica mesoporous particles (PMS) type SBA and MCM-41 were synthetized for the immobilization of enzymes and low molecular weight compounds (essential oils), respectively. Different techniques (nitrogen physisorption, zeta potential, dynamic light scattering, X ray diffraction, thermogravimetric analysis, Fourier transform infrared spectroscopy) were used to characterize the particles and the presence of biomolecules onto the PMS. Conservation of the activity of the biomolecules was measured as glycerol production for the enzymatic complex and as pinewood stain control for the essential oils. An in silico analysis dilucidated the absence of xylitol in the reactions performed with AR.

La demanda de xilitol en las industrias alimentaria y farmacéutica incrementa el interés en su producción, tanto en aumentarla como en reducir sus costos. Esto se debe a sus propiedades como edulcorante bajo en calorías y no cariogénico. El propósito es la obtención de un complejo enzimático para la producción de xilitol. Un complejo enzimático que resuelve algunos problemas que se presentan durante la producción enzimática de xilitol se desarrolló. En este trabajo, el complejo enzimático formado por aldosa reductasa (AR) y glucosa-6-fosfato deshidrogenasa (G6FDH) se protegió en soportes mesoporosos, a fin de conservar la actividad enzimática. Las partículas mesoporosas de sílice (PMS) tipo SBA y MCM-41 se sintetizaron para la inmovilización de enzimas y compuestos de bajo peso molecular (aceites esenciales), respectivamente. Diferentes técnicas (Fisisorción de nitrógeno, potencial zeta, dispersión de luz dinámica, difracción de rayos X, análisis termogravimétrico, espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier) se utilizaron para caracterizar tanto las partículas como la presencia de las biomoléculas dentro de las PMS. La conservación de la actividad de las biomoléculas se midió como producción de glicerol para el complejo enzimático y como control de mancha en madera de pino para los aceites esenciales. Un análisis in silico dilucidó la ausencia de xilitol en las reacciones que se llevaron a cabo con AR.