Modeling-based performance evaluation of immobilized invertase via magnetite nanoparticles as a biocatalyst for fructooligosaccharides (FOS) production in various reactive systems, and further glucose-inhibition strategy implementation

Este trabajo evaluó el rendimiento de la invertasa obtenida de Saccharomyces cerevisiae (SInv), inmovilizada en nanopartículas de magnetita, en la producción de fructooligosacáridos (FOS). Para lograr esto, se ajustó un modelo cinético modificado basado en literatura usando la estimación de parámetros para representar la cinética de hidrólisis y transfructosilación de sacarosa usando SInv inmovilizada en una nanopartícula de magnetita funcionalizada. El modelo se utilizó para simular el funcionamiento de un reactor por lotes para la enzima libre e inmovilizada. Se encontró que la concentración máxima de FOS para la enzima libre era 123.1 mM, mientras que, para el caso inmovilizado, se obtuvo una concentración máxima de 125.4 mM. Adicionalmente, se modeló un reactor de tanque agitado continuo (CSTR) para la enzima inmovilizada. La concentración máxima de FOS se encontró a una tasa de dilución de 14.2 h^-1, correspondiente a una concentración de 73.96 mM en la salida del reactor. Por último, se incorporó un mecanismo de reacción de glucosa oxidasa al modelo teórico inmovilizado para estudiar los efectos de la inhibición de la glucosa en la producción de FOS. La ausencia (y reducción) de glucosa en los medios reactivos aumentó la producción de FOS en un 2.1% en un reactor por lotes. En resumen, el rendimiento general de SInv fue mejorado por la inmovilización del biocatalizador. Los biocatalizadores magnéticos nanoestructurados representan un avance a nivel industrial: facilitan la recuperación del catalizador y prolongan la productividad de la enzima en el tiempo. Asimismo, este tipo de inmovilización enzimática podría ser implementado para acoplar la glucosa oxidasa en nanopartículas funcionalizadas como una estrategia para mitigar la inhibición de la glucosa, dando lugar a una síntesis de FOS más eficiente y garantizando una recuperación y reutilización óptimas de la enzima

• Autores: Hernández Bravo, Andrés; Polanía Melo, David
• Tipo de recurso: Trabajo de grado de pregrado
• Fecha de publicación: 2020
• Institución: Universidad de los Andes
• Repositorio: Séneca: repositorio Uniandes
• Idioma: eng
• OAI Identifier: oai:repositorio.uniandes.edu.co:1992/48942
• Acceso en línea: http://hdl.handle.net/1992/48942
• Palabra clave: Invertasa; Nanopartículas; Biocatalizadores; Ingeniería
• Rights: openAccess
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