Diseño de un sistema para la hidrólisis del ácido ferúlico presente en el pericarpio de maíz

Sandoval González, Rosalía Simona (2009) Diseño de un sistema para la hidrólisis del ácido ferúlico presente en el pericarpio de maíz. Maestría thesis, Universidad Autónoma de Nuevo León.

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Resumen

Propósito y Método del Estudio: El ácido ferúlico (AF) es un potente antioxidante natural presente en cereales, principalmente en el pericarpio de maíz. Se encuentra unido por enlaces éster a cadenas de arabinoxilanos, los cuales son hidrolizados al ser expuestos a pH’s extremos. Sin embargo, estos tratamientos químicos necesitan altas concentraciones de álcalis lo que ocasiona cambios químicos indeseados alrededor de la membrana celular de la planta además de que son contaminantes para el medio ambiente. Un método más especifico y eficaz es la hidrólisis enzimática. Las feruloil esterasas son enzimas capaces de hidrolizar el enlace éster del AF en el pericarpio de maíz; sin embargo, existen escasas preparaciones comerciales. Se diseñó un sistema para la liberación del AF utilizando el microorganismo alcalófilo productor de feruloil esterasas, Bacillus megaterium MS2. Se evaluaron y seleccionaron los componentes importantes del medio de cultivo y se determinó la concentración óptima del mismo para la liberación de AF del pericarpio de maíz. Para determinar los factores que impactan la hidrólisis microbiana del AF se realizaron pruebas experimentales en un fermentador de 3L. Conclusiones:  Bacillus megaterium MS2 es una herramienta para la liberación de AF presente en el pericarpio de maíz, esta liberación de AF es afectada por los componentes del medio de cultivo. Los componentes importantes son el pericarpio de maíz como fuente de carbono, extracto de levadura como fuete de nitrógeno y carbonato de calcio como solución amortiguadora para el control de pH. El calcio, favorece la hidrólisis microbiana, debido a que es necesario para la expresión de enzimas alcalófilas.  El crecimiento de B. megaterium MS2 no esta ligado a la liberación de AF, debido a que la cantidad de AF liberada es mayor en la etapa de muerte del microorganismo.  La composición óptima del medio de cultivo para la liberación de AF presente en el pericarpio de maíz por B. megaterium MS2 es 20g/L de pericarpio de maíz, 5g/L de extracto de levadura, 15g/L de carbonato de calcio. Alcanzando un rendimiento entre el 10-15% de AF liberado con respecto al AF liberado químicamente.  En un reactor de 3L es posible aumentar la cantidad de AF liberado del pericarpio de maíz por B. megaterium MS2 al controlar el pH en 10, aireando las primeras 24h de la fermentación, con una agitación de 210 rpm a 28°C. Se obtuvo un rendimiento del 50% de liberación de AF con respecto a la cantidad liberada por una hidrólisis química.

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