Un enfoque ecológico para la liberación de ácidos grasos esenciales a partir de subproductos de cereales utilizando enzimas degradadoras de celulosa
Autores: Radenkovs, Vitalijs; Juhnevica-Radenkova, Karina; Kviesis, Jorens; Valdovska, Anda
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Un enfoque ecológico para la liberación de ácidos grasos esenciales a partir de subproductos de cereales utilizando enzimas degradadoras de celulosa
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Biología
Palabras clave
Investigar
Enzimas que degradan celulosa
ácidos grasos
Salvado de cereales
Hidrólisis enzimática
ácido linoleico
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 14
Citaciones: Sin citaciones
La intención principal del presente trabajo fue investigar la capacidad de las enzimas degradadoras de celulosa (C-DE) para liberar ácidos grasos (AG) de matrices complejas de subproductos de cereales durante la hidrólisis enzimática (EH). Para este propósito, se utilizaron tres tipos de salvado de cereal (CB), es decir, trigo, centeno y avena, como sustratos de lignocelulosa para tres enzimas hidrolíticas disponibles comercialmente, es decir, Viscozyme L, Viscoferm y Celluclast 1.5 L. Se evaluó el rendimiento y la composición de los AG después de la EH y se compararon con los obtenidos tras la extracción convencional por Soxhlet o después de la hidrólisis asistida por álcalis (A-AH) con 10% de KOH en 80% de MeOH y posterior extracción líquido-líquido. Los resultados experimentales demostraron que se puede lograr hasta un 6.3% y un 43.7% más de rendimiento total de AG mediante la EH de salvado de centeno utilizando Celluclast 1.5 L que mediante A-AH y extracción por Soxhlet, respectivamente. Sin embargo, la aplicación de Viscoferm para la EH de salvado de trigo aseguró hasta un 7.7% y un 13.4% más de rendimiento total de AG que A-AH y extracción por Soxhlet, respectivamente. La concentración de ácido linoleico esencial (C18:3) en los lípidos extraídos después de la EH de salvado de centeno con Celluclast 1.5 L fue hasta un 24.4% y un 57.0% más alta que en los lípidos recuperados por A-AH y extracción por Soxhlet, respectivamente. A su vez, el contenido más alto de ácido linoleico en los lípidos de salvado de trigo se observó después de la EH con Viscoferm y Viscozyme L, asegurando un 17.0% y un 13.6% más de rendimiento que después de A-AH, respectivamente. El análisis SEM confirmó una degradación sustancial de la matriz de CB promovida por la capacidad de C-DE para actuar específicamente sobre los enlaces glicosídicos en la celulosa y sobre los enlaces xilosídicos en arabinoxilanos, arabinanos y otras hemicelulosas que contienen arabinosa. Las alteraciones estructurales en la integridad celular contribuyeron en gran medida a la liberación de AG unidos y su mejor transferencia al disolvente de extracción. Se ha demostrado que el proceso propuesto de EH puede utilizarse para la liberación eficiente de AG de la matriz de CB de manera más sostenible y con un perfil más seguro, lo que permite una producción más ecológica de AG para ciertos propósitos.
Descripción
La intención principal del presente trabajo fue investigar la capacidad de las enzimas degradadoras de celulosa (C-DE) para liberar ácidos grasos (AG) de matrices complejas de subproductos de cereales durante la hidrólisis enzimática (EH). Para este propósito, se utilizaron tres tipos de salvado de cereal (CB), es decir, trigo, centeno y avena, como sustratos de lignocelulosa para tres enzimas hidrolíticas disponibles comercialmente, es decir, Viscozyme L, Viscoferm y Celluclast 1.5 L. Se evaluó el rendimiento y la composición de los AG después de la EH y se compararon con los obtenidos tras la extracción convencional por Soxhlet o después de la hidrólisis asistida por álcalis (A-AH) con 10% de KOH en 80% de MeOH y posterior extracción líquido-líquido. Los resultados experimentales demostraron que se puede lograr hasta un 6.3% y un 43.7% más de rendimiento total de AG mediante la EH de salvado de centeno utilizando Celluclast 1.5 L que mediante A-AH y extracción por Soxhlet, respectivamente. Sin embargo, la aplicación de Viscoferm para la EH de salvado de trigo aseguró hasta un 7.7% y un 13.4% más de rendimiento total de AG que A-AH y extracción por Soxhlet, respectivamente. La concentración de ácido linoleico esencial (C18:3) en los lípidos extraídos después de la EH de salvado de centeno con Celluclast 1.5 L fue hasta un 24.4% y un 57.0% más alta que en los lípidos recuperados por A-AH y extracción por Soxhlet, respectivamente. A su vez, el contenido más alto de ácido linoleico en los lípidos de salvado de trigo se observó después de la EH con Viscoferm y Viscozyme L, asegurando un 17.0% y un 13.6% más de rendimiento que después de A-AH, respectivamente. El análisis SEM confirmó una degradación sustancial de la matriz de CB promovida por la capacidad de C-DE para actuar específicamente sobre los enlaces glicosídicos en la celulosa y sobre los enlaces xilosídicos en arabinoxilanos, arabinanos y otras hemicelulosas que contienen arabinosa. Las alteraciones estructurales en la integridad celular contribuyeron en gran medida a la liberación de AG unidos y su mejor transferencia al disolvente de extracción. Se ha demostrado que el proceso propuesto de EH puede utilizarse para la liberación eficiente de AG de la matriz de CB de manera más sostenible y con un perfil más seguro, lo que permite una producción más ecológica de AG para ciertos propósitos.