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BÚSQUEDA DE MICROORGANISMOS PRODUCTORES DE INULINASAS: PRODUCCIÓN Y APLICACIÓN DE LA ENZIMA EN PROCESOS BIOTECNOLÓGICOS INDUSTRIALES
Resumen
La inulina es un polímero de origen vegetal que sirve como reserva de carbohidratos en más de 36.000 especies de plantas de la familia Asteráceas y Gramíneas tales como; Jerusalem artichoke (Helianthus tuberosus L.), achicoria (Cichorium intybus L.), diente de león (Taraxacum officinale), bardana (Arctium lappa), dalia (Dahlia pinnata), y yacón (Smallanthus sonchifolius). Estas plantas se distribuyen desde el sur de México hasta los Andes suramericanos, y cuya raíz tiene un alto contenido de inulina y fructooligosacáridos (FOS). La inulina se aisló por primera vez en 1804, a partir de la especie Inula helenium, por un científico alemán de apellido Rose (Sangronis, 2007). La inulina está constituida por moléculas de fructosa unidas por enlaces β(2,1) fructosil-fructosa, las cadenas de fructosa tienen la particularidad de terminar en una unidad de glucosa unida por un enlace α(1,2), como en la sacarosa. En los últimos años el cultivo de yacón se ha difundido debido a sus características como un alimento dietético, debido a que cuando se metaboliza la inulina se aportan 1,5Kcal/g comparado con la sacarosa la cual aporta 3,5 Kcal/g. El 85 a 90% del peso fresco de sus raíces se encuentra en forma de agua, a diferencia de la mayoría de raíces comestibles, el yacón acumula sus carbohidratos en forma de inulina, fructooligosacáridos (FOS) y azúcares libres (fructosa, glucosa y sacarosa). Se ha reportado que el yacón tiene la siguiente composición (en base seca): FOS de mayor grado de polimerización conocidos como inulina representan el 40 a 70%, fructosa 5 a 15% y glucosa menos del 5% (Ivan Manrique,2003). La presencia de la inulina y FOS en el yacón hace que este tubérculo sea de gran interés en el estudio como sustrato para el crecimiento de microorganismos que utilizan este polisacárido para producir inulinasas. El termino inulinasas se aplica a las enzimas que hidrolizan la inulina, liberando de esta manera monómeros de fructosa, glucosa y ofrece interesantes perspectivas para la producción de jarabes de fructosa puros, como una alternativa al jarabe de alta fructosa proveniente de almidón de maíz. Otra de las aplicaciones de las inulinasas es la fermentación directa de inulina a etanol con levaduras productoras de inulinasas, por medio de un proceso de sacarificación y fermentación simultánea. Entre los microorganismos productores de inulinasas, los que mejor actividad enzimática reportan son, cepas de hongos pertenecientes a Aspergillus sp. y cepas de levaduras que pertenecen a Kluyveromyces sp. (Pandey, 1999). Existen dos tipos de inulinasas, la exoinulinasas (β-D fructano fructohydrolasas), que liberan sucesivamente fructosa a partir del extremo no reductor β(2,1) hasta el final de la cadena de inulina, y las endoinulinasas (β-D-fructano fructanohydrolasas), que actúan al azar sobre los enlaces internos de la inulina para liberar inulo-triosa, tetrosa y pentosa como productos principales. Esta propuesta de investigación tiene como objetivos el aislamiento de microorganismos silvestres con potencial para la producción de inulinasas, en diferentes regiones del departamento de Antioquia, y su aplicación en procesos fermentativos sumergidos conducentes a la producción de dichas enzimas. Este proceso se estudiará tomando como blanco microorganismos obtenidos de ceparios internacionales. Adicionalmente se determinará la estabilidad térmica y a valores extremos de pH de las enzimas obtenidas. Finalmente se llevara a cabo una evaluación preliminar de posibles aplicaciones en procesos biotecnológicos tales como la producción de jarabe de fructosa (para edulcolorantes o biocombustibles) y Fructooligosacáridos (FOS).
Convocatoria
Nombre de la convocatoria:CONVOCATORIA DEL PROGRAMA NACIONAL DE PROYECTOS PARA EL FORTALECIMIENTO DE LA INVESTIGACIÓN, LA CREACIÓN Y LA INNOVACIÓN EN POSGRADOS DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA 2013-2015
Modalidad:Modalidad 2: Nuevos proyectos de investigación, creación o innovación
Responsable