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Efecto de la fluidinámica del proceso sobre la cinética de hidrólisis enzimática de proteínas en la producción péptidos bioactivos a partir de residuos agroindustriales

Las reacciones químicas y bioquímica dependen en gran medida de las condiciones del medio fluido en el que se desarrollan. El caso de reacciones enzimáticas no es la excepción. Por tal razón en el presente capítulo se presentan resultados del estudio del efecto de la concentración de grasa (Cg) y la velocidad de agitación (Va), sobre el grado de hidrólisis (GH), en la reacción de hidrolisis enzimática de proteínas que han sido reportadas como fuente de péptidos bioactivos. Además, se evalúa el efecto del escalado sobre la producción de dichos péptidos. Se utilizan como sustratos modelo las proteínas de vísceras de tilapia roja (Orechromis sp.) para el estudio del efecto de Cg y Va, y la proteína de lombriz roja californiana (Eisenia foetida) en el estudio de efecto del escalado. En ambos casos la enzima utilizada es Alcalasa 2,4L. El efecto de Cg y Va se estableció utilizando un diseño experimental central compuesto. Se determinó que la grasa actúa como inhibidor de la Alcalasa 2,4L en la hidrólisis enzimática de la proteína utilizada como modelo. A partir de esto, se plantearon experimentos para establecer el mecanismo por medio del cual se ejerce dicha inhibición. Por otro lado, quedó establecido que la velocidad de agitación también puede afectar la reacción hidrolítica, por lo que se plantearon ensayos para determinar la naturaleza de dicho efecto sobre la actividad de la enzima. Se aplicó la metodología de análisis dimensional para definir las variables fluidodinámicas relevantes en el proceso de escalado desde 0,5L (modelo) hasta 7,5 L (prototipo). Se obtuvieron 4 números adimensionales que permiten llevar el proceso desde el modelo hasta el prototipo sin diferencias significativas en las variables de salida.
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Efecto de la fluidinámica del proceso sobre la cinética de hidrólisis enzimática de proteínas en la producción péptidos bioactivos a partir de residuos agroindustriales

  • DOI: https://doi.org/10.22533/at.ed.1342410073

  • Palavras-chave: hidrolisis enzimática, vísceras, Oreochromis sp., alcalasa 2,4l, inhibición enzimática.

  • Keywords: enzymatic hydrolysis, vísceras, Oreochromis sp., alcalase 2,4l, enzyme inhibition.

  • Abstract: Chemical and biochemical reactions largely depend on the conditions of the fluid medium in which they occur. Enzymatic reactions are no exception. For this reason, this chapter presents the results of the study on the effect of fat concentration (Cg) and stirring speed (Va) on the degree of hydrolysis (GH) in the enzymatic hydrolysis reaction of proteins that have been reported as a source of bioactive peptides. Additionally, the effect of scaling on the production of these peptides is evaluated. Proteins from red tilapia viscera (Oreochromis sp.) are used as model substrates to study the effect of Cg and Va, and red Californian earthworm protein (Eisenia foetida) is used to study the scaling effect. In both cases, the enzyme used is Alcalase 2.4L. The effect of Cg and Va was established using a central composite experimental design. It was determined that fat acts as an inhibitor of Alcalase 2.4L in the enzymatic hydrolysis of the protein used as a model. Based on this, experiments were designed to establish the mechanism by which this inhibition occurs. On the other hand, it was established that stirring speed can also affect the hydrolytic reaction, so tests were designed to determine the nature of this effect on enzyme activity. Dimensional analysis methodology was applied to define the relevant fluid dynamic variables in the scaling process from 0.5 L (model) to 7.5 L (prototype). Four dimensionless numbers were obtained, allowing the process to be scaled from model to prototype without significant differences in the output variables.

  • José E. Zapata Montoya
  • Leidy J. Gómez-Sampedro
  • Yhoan S. Gaviria Gaviria
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