Análisis comparativo de la actividad enzimática de levaduras no-convencionales para la producción de ácido elágico a partir de frutillas

Abstract

Ellagic acid is a polyphenolic compound obtained by the degradation of ellagitannins present in various fruits and plants, which has many applications in various areas such as nutraceuticals, pharmaceuticals, the cosmetic and food industry (Vázquez-Flores et al., 2012). A large number of investigations have been carried out for the production of ellagic acid where tannase enzymes (EC 3.1.1.20) and ?-glucosidase (EC 3.2.1.21) have been used as organisms (Ramirez-Conejo, et al., in review), various strains of filamentous fungi of the genus Aspergillus, as well as, different vegetable sources rich in ellagitannins, however, the use of fungi entails an increase in the amount of substrate required for its growth and also demands more time for fermentation which impacts in turn on the energy costs, therefore, the development of alternatives to improve said process was investigated, using unconventional yeasts, as microorganisms producing enzymes of interest, reducing fermentation time and maintenance and adaptation costs of microorganisms. The way to obtain ellagic acid is by hydrolysis of the ester bonds that bind the hexahydroxydiphenic acid molecule (HHDP) with the glucose molecule (ellagitannins), to then undergo spontaneous lactonization of the HHDP molecule, to obtain product of interest. In this investigation, the study of small berries was carried out, in particular the case of strawberry and blackberry, endemic to the State of Michoacán, which are among the fruits with high levels of ellagitannins, the presence of the enzymes tannase and ?-glucosidase in unconventional yeasts was determined, and fermentation was carried out in mixed and pure cultures to obtain ellagic acid.

El ácido elágico es un compuesto polifenólico obtenido por la degradación de elagitaninos presentes en diversos frutos y plantas, el cual tiene una gran cantidad de aplicaciones en diversas áreas como lo son la nutracéutica, la farmacéutica, la industria cosmética y alimenticia (Vázquez-Flores et al., 2012). Se ha realizado una gran cantidad de investigaciones para la producción de ácido elágico donde se han utilizado como organismos productores de enzimas tanasa (EC 3.1.1.20) y ?-glucosidasa (EC 3.2.1.21), (Ramirez-Conejo, et al., en revisión), diversas cepas de hongos filamentosos del género Aspergillus, así como, diferentes fuentes vegetales ricas en elagitaninos, sin embargo, la utilización de hongos conlleva un aumento en la cantidad de sustrato requerido para su crecimiento, así como también demanda mayor tiempo para la fermentación lo que repercute a su vez en los costos de energía, por lo tanto, se investigó el desarrollo de alternativas para mejorar dicho proceso, utilizando levaduras no-convencionales, como microorganismos productores de las enzimas de interés, reduciendo tiempo de fermentación y costos de mantenimiento y adaptación de los microorganismos. La forma de obtener el ácido elágico es mediante la hidrólisis de los enlaces éster que unen a la molécula de ácido hexahidroxidifénico (HHDP) con la molécula de glucosa (elagitaninos), para después sufrir una lactonización espontanea de la molécula de HHDP, para obtener el producto de interés. En esta investigación se realizó el estudio de frutillas, el caso particular de fresa y zarzamora, endémicas del Estado de Michoacán, las cuales figuran entre los frutos con altos niveles de elagitaninos, se determinó la presencia de las enzimas tanasa y ?-glucosidasa en levaduras no-convencionales, y se llevó a cabo la fermentación en cultivos mixtos y puros para la obtención de ácido elágico.