Anales de la Academia de Ciencias de Cuba (May 2021)
Catalizadores enzimáticos novedosos para la producción de fructooligosacáridos a partir del azúcar de caña
Abstract
Introducción: Los fructooligosacáridos (FOS) son fibras solubles con acción prebiótica en Seres humanos y animales. En la actualidad se comercializan FOS tipo inulina (enlaces fructosil-fructosa β [2→1] ), pero no hay disponibilidad de FOS tipo levana (enlaces fructosil - fructosa β[ 2→6] ). Objetivo: obtener enzimas modificadas productoras de FOS de cadenas cortas y diferentes tipos de enlaces. Métodos: Los genes que codifican las enzimas β-fructosidasa (BfrA, EC 3.2.1.26) de la bacteria Thermotoga maritima y sacarosa: sacarosa 1-fructosiltransferasa (1-SST, EC 2.4.1.99) de la planta Schedonorus arundinaceus se modificaron mediante mutagénesis dirigida y se expresaron de forma constitutiva en la levadura Pichia pastoris. Resultados: Tres mutantes BfrA (W14Y, W14Y-N16S y W14Y-W256Y) incrementaron 4 veces la relación de actividades transferasa/hidrolasa. La reacción con sacarosa (1,75 M) rindió 37 % (p/p) FOS con una distribución mayoritaria de 6-kestosa y neokestosa. Por otro lado, 1-SST produjo 1-kestosa y nistosa en proporción 9:1, cuya suma representó de 55 % a 60 % (p/p) del contenido de carbohidratos. Mediante procesos de concentración, diálisis y liofilización del sobrenadante de cultivo de los clones recombinantes de P. pastoris, se desarrollaron preparados de BfrA y 1-SST en forma de polvo soluble en agua, de alta actividad específica (> 8000 U/g), elevada pureza proteica (> 50 %) y estable durante 1 año de almacenamiento a 4 ºC. Los catalizadores enzimáticos BfrA y 1-SST constituyen alternativas atractivas para la conversión del azúcar de caña en FOS de cadenas cortas del tipo levana e inulina, respectivamente.
