11. presentación de josé vizcarra - perú
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Evaluación de la actividad enzimática a partir de los desechos de la quinua (Chenopodium
Quinoa) utilizando dos cepas fúngicas aisladas de suelos agrícolas de la ciudad de Arequipa -
Perú
Ing. José Daniel Vizcarra Llerena,Ing. María Mercedes Vargas Vilca
Ing. Doménica Dongo MartínezIng. Marcos Rueda Enríquez
Arequipa – Perú
FACULTAD DE CIENCIAS FARMACEUTICAS, BIOQUIMICAS Y FACULTAD DE CIENCIAS FARMACEUTICAS, BIOQUIMICAS Y FACULTAD DE CIENCIAS FARMACEUTICAS, BIOQUIMICAS Y FACULTAD DE CIENCIAS FARMACEUTICAS, BIOQUIMICAS Y BIOTECNOLÓGICASBIOTECNOLÓGICASBIOTECNOLÓGICASBIOTECNOLÓGICAS
UNIVERSIDAD CATÓLICA DE SANTA MARIAUNIVERSIDAD CATÓLICA DE SANTA MARIAUNIVERSIDAD CATÓLICA DE SANTA MARIAUNIVERSIDAD CATÓLICA DE SANTA MARIA
Introducción
En la actualidad, la sociedad demanda cada vez más el desarrollo de procesos para la obtención de productos de
utilidad, amigables con el Medio Ambiente.
La tecnología enzimática ocupa un lugar importante dentro de la biotecnología y específicamente, dentro del sector
industrial.
Alrededor de un 65% de las enzimas que se producen industrialmente están de una u otra manera relacionadas con la industria debido a su alta eficiencia y bajo costo de las mismas; por lo que puede considerarse que los diferentes procesos biotecnológicos, que emplean bacterias y hongos para la obtención de enzimas, en los que se metabolizan sustratos para
elaborar aditivos destinados a la industria.
Los residuos de la cosecha de la quinuapropiamente, de la selección del grano yeliminación de los tallos y hojas ya sea para darlesuna aplicación como es en la obtención deharinas, ensilaje, ensaladas crudas o cocidas,concentrado para animales, obtención de ceniza omateria prima para la fabricación de papel ycarbón, o botarlo sin darle uso alguno eincrementar la contaminación ambiental; y dadoque en el presente año el gobierno peruano estáestimulando la cosecha de la quinua para suexportación siendo uno de los principalesproductores de ésta el Perú, es por ello que:
En el presente proyecto se busca utilizardichos residuos para la extracción demetabolitos secundarios, lo que permitiríael aprovechamiento al máximo y sosteniblede nuestros recursos naturales, así comobrindar productos más amigables al medioambiente.
A 68 km de la Ciudad de Arequipa se encuentra el distrito de Majes, uno de los veinte distritos que conforman la provincia
de Caylloma en el Departamento de Arequipa, bajo la administración del
Gobierno regional de Arequipa, en el sur del Perú. Limita por el noreste con el distrito de Lluta; por el sureste con los
distritos de Santa Isabel de Siguas y San Juan de Siguas; por el sur con los distritos de Quilca y Samuel Pastor; por el noroeste, con el Distrito de Nicolás de Piérola de la provincia de Camaná y los distritos de Uraca y Huancarqui de la provincia de
Castilla. El Pedregal se encuentra en una altura 1410 m.n.s.m, su suelo es arenoso y presenta un pH de 8.1 que lo hace apto para el crecimiento de la quinua y otros cultivos. El clima es cálido moderado, ligeramente húmedo con escasas
precipitaciones estacionales de verano, se caracteriza por la presencia de sol en casi
todo el año.
Enzimas Fúngicas
Químicamente son proteínas que actúan como
potentes y eficaces catalizadores.
Un catalizador es una sustancia que acelera una reacción química, hasta
hacerla instantánea o casi instantánea al disminuir la energía de activación. Actúan en pequeña
cantidad y se recuperan indefinidamente (Obregón,
2008).
No llevan a cabo reacciones que sean energéticamente desfavorables, ni tampoco modifican el sentido de los equilibrios químicos, sino
que aceleran su consecución.
Las dos características más destacadas de las enzimas,
en su papel de catalizadores son: alta
actividad y su especificidad.
Objetivos
O Brindar un valor agregado a los residuos de la quinua(rastrojo)
O Recolectar muestras de las diferentes especies dequinua sembradas en El Pedregal – Arequipa.
O Extraer y medir la actividad celulolítica y pectinolíticaa partir de los residuos de la quinua (rastrojo).
Metodología
Producción enzimática
Esterilización y pesado del rastrojo
Inoculación del hongo
Agregado de la solución de inducción
Agregar buffer acetato ph 4.8
Incubar a temperatura ambiente por 1
semana
Mantener en agitación constante
1.- Obtención de las enzimas de interés
Extracción enzimática
Lavado con cloruro de sodio al 0.9%
Centrifugado a 1000 rpm por 5 min
Filtrado al vacio
Medir la actividad especifica enzimática
2.- Extracción de las enzimas de Interés
Tabla N° 1. Sistemas FES para la extracción enzimática
MUESTRA
(Rastrojo)INDUCTOR
Solución de
lavadoAspergillus niger Trichoderma sp.
Quinua Blanca Pectina Tween 80 X X
Quinua Blanca Pectina Buffer X X
Quinua Blanca CMC Tween 80 X X
Quinua Blanca CMC Buffer X X
Quinua Roja Pectina Tween 80 X X
Quinua Roja Pectina Buffer X X
Quinua Roja CMC Tween 80 X X
Quinua Roja CMC Buffer X X
3.- Medición de la Actividad
O Somogy Nelson
Azucares reductores en las pectinasaspectinasaspectinasaspectinasas.
O Kit de glicemia enzimática
Azucares reductores de las celulasascelulasascelulasascelulasas
determinando glucosa como producto final
Actividad Actividad Actividad Actividad
especifica especifica especifica especifica de las enzimas para medir azucares reductores
O Método de Bradford
Resultados
Tabla N°2. Sistemas de FES y su producción enzimática
Sistemas FES Peso Bruto (g)Peso
Placa/Tapa(g)Peso Neto (g)
Volumen Enzimas
(ml)
QrPN Buffer 48.32 27.12 21.20 13.00
QrPN Tween 44.80 34.28 10.52 12.00
QbPT Buffer 40.36 27.12 13.24 13.00
QbPT Tween 39.18 34.28 4.90 12.00
QbCN Tween 34.94 6.92 28.02 11.00
QbCN Buffer 44.20 6.42 37.78 13.00
QbPN Tween 36.92 34.28 2.64 12.00
QrCN Tween 37.38 34.28 3.10 10.00
QrCN Buffer 39.40 27.12 12.28 11.00
QbPN Buffer 37.66 34.28 3.38 12.00
QbCT Buffer 29.14 6.42 22.72 11.00
QbCT Tween 34.86 6.92 27.94 11.00
QrPT Buffer 37.82 6.42 31.40 11.00
QrPT Tween 35.52 6.92 28.60 11.00
QrCT Buffer 43.16 27.12 16.04 11.00
QrCT Tween 36.38 34.28 2.10 13.00
(*) Qr: Quinua Roja,Qb: Quinua Blanca,C: Celulosa,P: Pectina,T: Trichoderma,N: Níger
2.371
3.700
-0.50
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
4.00
0 20 40 60 80
Actividad
Enzimática (
Actividad
Enzimática (
Actividad
Enzimática (
Actividad
Enzimática ( U
/mg)
U/m
g)U/m
g)U/m
g)
Tiempo (min)Tiempo (min)Tiempo (min)Tiempo (min)
Actividad enzimática Pectinolítica del sistema QbNP vs Actividad enzimática Pectinolítica del sistema QbNP vs Actividad enzimática Pectinolítica del sistema QbNP vs Actividad enzimática Pectinolítica del sistema QbNP vs TiempoTiempoTiempoTiempo
Sin tween
con tween
0.4690.477
0.524
0.000
0.100
0.200
0.300
0.400
0.500
0.600
0 10 20 30 40 50 60 70 80
Actividad
enzimática (UA/m
l)Actividad
enzimática (UA/m
l)Actividad
enzimática (UA/m
l)Actividad
enzimática (UA/m
l)
Tiempo (minTiempo (minTiempo (minTiempo (min))))
Actividad enzimática Celulolítica del sistema QrNC vs Actividad enzimática Celulolítica del sistema QrNC vs Actividad enzimática Celulolítica del sistema QrNC vs Actividad enzimática Celulolítica del sistema QrNC vs TiempoTiempoTiempoTiempo
con tween
Sin tween
9.524
18.14
0.00
2.00
4.00
6.00
8.00
10.00
12.00
14.00
16.00
18.00
20.00
0 10 20 30 40 50 60 70 80
Actividad
enzimática (
Actividad
enzimática (
Actividad
enzimática (
Actividad
enzimática (U/m
g)U/m
g)U/m
g)U/m
g)
Tiempo (min)Tiempo (min)Tiempo (min)Tiempo (min)
Actividad enzimática Celulolítica del sistema QrTC vs Actividad enzimática Celulolítica del sistema QrTC vs Actividad enzimática Celulolítica del sistema QrTC vs Actividad enzimática Celulolítica del sistema QrTC vs TiempoTiempoTiempoTiempo
sin tween
Con tween
2.981
0.000
0.500
1.000
1.500
2.000
2.500
3.000
3.500
0 10 20 30 40 50 60 70 80
Actividad
enzimática (UA/m
l)Actividad
enzimática (UA/m
l)Actividad
enzimática (UA/m
l)Actividad
enzimática (UA/m
l)
Tiempo (min)Tiempo (min)Tiempo (min)Tiempo (min)
Actividad enzimática Actividad enzimática Actividad enzimática Actividad enzimática CelulolíticaCelulolíticaCelulolíticaCelulolítica del del del del sistema sistema sistema sistema QbTPQbTPQbTPQbTP vs vs vs vs TiempoTiempoTiempoTiempo
Sin tween
Con tween
Conclusiones
O Los rastrojos de la quinua son una fuente alternativapara la obtención de enzimas como las celulasas ypectinasas dándole un valor agregado a éstos.
O Se recolectó rastrojo de Quinua Blanca rosacea y deQuinua roja.
O La mayor actividad enzimática del extracto celulolíticofue a partir de quinua roja, utilizando el Trichodermasp. y para el extracto pectinolítico fue a partir dequinua blanca utilizando Aspergillus Niger.
� FONDECYT - CONCYTEC por financiar el presente proyecto de investigación.
� Centro Interdisciplinario de Investigación de la Católica (CICA) de la Universidad Católica de Santa María, que brinda el laboratorio y apoyo.
�Agricultores de El Pedregal por brindarnos las muestras de quinua.
� Al QF Fernando Torres quien apoya y contribuye de este proyecto.