TECNOLOGIA ENZIMÁTICA PARA LA OXIDACIÓN DE ALMIDÓN NATIVO A OXIDADO EN LA INDUSTRIA PAPELERA: DETERMINACIÓN DE LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA Y PARÁMETROS CINÉTICOS

Abstract

La presente memoria entrega un método específico para medir la actividad enzimática del proceso de conversión de almidón nativo a oxidado en la Industria Papelera, el cual es utilizado para el recubrimiento y encolado superficial del papel. Con la implementación de dicho proceso se prescinde de la compra a terceros del almidón oxidado, de mayor costo y agresivo ambientalmente. La modificación de almidón por vía enzimática in situ, cumple con los requisitos de viscosidad y calidad necesarios para el proceso productivo. La empresa actualmente no posee un protocolo de control de calidad de la enzima, y en particular que permita determinar la actividad enzimática del insumo utilizado para este nuevo proceso. Por lo que se construye un protocolo de medición de actividad, en base al estudió de la cinética de hidrólisis enzimática de almidón nativo a almidón oxidado, y el método colorimétrico DNS que determina la generación de azúcares reductores o glucosa, que se producen en la reacción de degradación del almidón nativo. El protocolo reconoce la efectividad de la enzima en unidades de actividad, y además permite evaluar la estabilidad de la enzima bajo dos condiciones de almacenamiento, como la refrigeración y exposición al sol. El método DNS utilizado para medir la actividad enzimática, es efectivo ya que cuantifica con alta precisión la formación de azucares reductores, permitiendo definir la Unidad de Actividad, U, como la cantidad de micromoles de producto por litro de solución por minuto, mientras que la Unidad de actividad específica son las unidades de actividad por miligramo de enzima o preparado proteico. Los resultados muestran que la enzima refrigerada no disminuye su actividad, las muestras analizadas mantienen las unidades de actividad específicas dentro del rango de [121 – 149] μmol glucosa por min por mg de enzima con una desviación estándar igual a 12. Luego al evaluar el efecto del sol y el calor en la enzima se obtiene que las unidades de actividad específicas disminuyen significativamente a la tercera semana de exposición para ambos tipos de almidones nativos, con un retroceso del 38% y 30% para el almidón nativo Glucovil y Quimera respectivamente, por ello la enzima debe ser resguardada de condiciones tan adversas como la exhibición al sol. Por otro lado se determinan los parámetros cinéticos no conocidos, que condicionan la reacción enzimática, en base al modelo de degradación de Michaelis-Menten, el cual representa correctamente la fenomenología de la reacción de los compuestos. Luego por medio de ajuste y linealización de los puntos experimentales al modelo, se determinan las constantes cinéticas 𝑉𝑚𝑎𝑥 igual a 0,171 [g/L min] y 𝐾𝑚 igual a 0,136 [mM].