Actividad enzimática de xilanasa inmovilizada en perlas de alginato de sodio en la hidrogenación de citral en medio líquido
Vol. 26 Núm. 1 (2016), Artículos de Investigación
Vol. 26 Núm. 1 (2016)

Actividad enzimática de xilanasa inmovilizada en perlas de alginato de sodio en la hidrogenación de citral en medio líquido

Artículos de Investigación
https://doi.org/10.15174/au.2016.852
Publicado 2016-02-19
María Guadalupe Cortez Ávila
Instituto Politécnico Nacional (UPIIG-IPN)
Alba Nelly Ardilas Arias
Politécnico Colombiano Jaime Isaza Cadavid
Juan Manuel Salgado Román
Instituto Politécnico Nacional (UPIIG-IPN)
Rosa Hernández Soto
Instituto Politécnico Nacional (UPIIG-IPN)
José Alfredo Hernández Maldonado
Instituto Politécnico Nacional (UPIIG-IPN)
PDF
HTML

Palabras clave

Xylanase
hydrogen peroxide
hydrogenation
citral
immobilization. Xilanasa
peróxido de hidrógeno
hidrogenación
citral
inmovilización.

Cómo citar

Cortez Ávila, M. G., Ardilas Arias, A. N., Salgado Román, J. M., Hernández Soto, R., & Hernández Maldonado, J. A. (2016). Actividad enzimática de xilanasa inmovilizada en perlas de alginato de sodio en la hidrogenación de citral en medio líquido. Acta Universitaria, 26(1), 48–55. https://doi.org/10.15174/au.2016.852
ACM ACS APA ABNT Chicago Harvard IEEE MLA Turabian Vancouver

Descargar cita

Endnote/Zotero/Mendeley (RIS) BibTeX

Resumen

El citral es un aldehído a,ß-insaturado, susceptible a reacciones de hidrogenación, produciendo geraniol, nerol y citronelol, compuestos de interés en química fina. Industrialmente, el citral es hidrogenado utilizando catalizadores de metales nobles soportados en TiO2. El interés por utilizar biocatalizadores para efectuar esta reacción dada su eficiencia y selectividad se ha incrementado de forma reciente. La inmovilización de biocatalizadores en alginato favorece su estabilidad contra desnaturalizantes químicos y térmicos. La hidrogenación de citral se realizó en medio líquido, utilizando xilanasa inmovilizada (650 mUI/mL) a temperatura y velocidad de agitación constantes. A pH de 5.88 se encontró que la reducción de citral fue mayor al 99.9%, obteniendo nerol, geraniol y citronelal. La concentración de H2O2 no influyó de modo significativo en la actividad enzimática, mientras que el pH sí influyó en forma inversamente proporcional. La estabilidad de la matriz de alginato se redujo considerablemente al incrementar el pH. La máxima velocidad de reacción fue a pH de 5.88.

https://doi.org/10.15174/au.2016.852
PDF
HTML

Citas

Anderson, R., Griffin, K., Johnston, P., & Alsters, P. L. (2003). Selective Oxidation of Alcohols to Carbonyl Compounds and Carboxylic Acids with Platinum Group Metal Catalysts. Advanced Synthesis and Catalysis, 345(4), 517-523.


Arias, G. P., Stashenko, E., & Torre, R. (2007). Biotransformación de terpenos r(+)-limoneno, a-pineno y ?-terpineno por medio de cloroperoxidasa de caldariomyces fumago. Scientia et Technica, XIII(33), 75-78.


Bailey, M. J., Bieley, P., & Poutanen, K. (1992). Interlaboratory testing of methods for assay of xylanase activity.Journal of Biotechnology, 23(3), 257-270.


Bailón-García, E., Carrasco-Marín, F., Pérez-Cadenas, A. F., & Maldonado-Hódar, F. J. (2014). Microspheres of carbon xerogel: An alternative Pt-support for theselective hydrogenation of citral. Applied Catalalysis A: General, 482, 318-326. doi: 10.1016/j.apcata.2014.06.011


Daly, H., Manyar, H. G., Morgan, R., Thompson, J. M., Delgado, J. J., Burch, R., & Hardacre, C. (2014). Use of Short Time-on-Stream Attenuated Total Internal Reflection Infrared Spectroscopy To Probe Changes in Adsorption Geometry for Determination of Selectivity in the Hydrogenation of Citral. American Chemical Society Catalysis, 4(8), 2470-2478.


Demyttenaere, J. C. R., Herrera, M. C., & De Kimpe, N. (2000). Biotransformation of geraniol, nerol and citral by sporulated surface cultures of Aspergillus niger and Penicillium sp. Phytochemistry, 55(4), 363-373.


Díaz, G., Gómez-Cortés, A., Hernández-Cristobal, O., Murcia, J. J., Borda, G., & Rojas, H. (2011). Hydrogenation of Citral Over IrAu/TiO2 Catalysts. Effect of the Preparation Method. Topic. in Catalysis, 54(8), 467-473.


Esmaeili, A., Rohany, S., & Safaiyan, S. (2012). Biotransformation of citral by free and immobilized S. Cerevisiae. Chemistry of Natural Componds, 48(2), 88-290.


Gamero, A., Manzanares, P., Querol, A., & Belloch, C. (2011). Monoterpene alcohols release and bioconversion by Saccharomyces species and hybrids. International Journal of Food Microbiology, 145(1), 92-97.


Hall, M., Hauer, B., Stuermer, R., Kroutila, W., & Fabera, K. (2006). Asymmetric whole-cell bioreduction of an α, β- unsaturated aldehyde (citral): competing prim-alcohol dehydrogenase and C – C lyase activities. Tetrahedron: Asymmetry, 17(21), 3058-3062.


Hung, Y. J., Peng, C. C., Tzen, J. T. C., Chen, M. J., & Liu, J. R. (2008). Immobilization of Neocallimastix patriciarum xylanase on artificial oil bodies and statistical ptimization of enzyme activity. Bioresource Technology, 99(18), 8662-8866.


Kikonyogo, A., Abriola, D. P., Dryjanski, M., & Pietruszko, R. (1999). Mechanism of inhibition of aldehyde dehydrogenase by citral, a retinoid antagonist. European Journal of Biochemistry, 262(3), 704-712.


Knob, A., Terrasan, C. R. F., & Carmona, E. C. (2010), β-Xylosidases fron filamentous fungi: an overview. World Journal Microbiology and Biotecnology, 26(3), 389-407.


Ladero, M., Santos, A., & García-Ochoa, F. (2000). Kinetic modeling of lactose hydrolysis with an inmobilizes B galactosidase from Kluyveromyces fagilis. Enzyme Microbial Technololy, 27(8), 583-592.


Lawrence, B. M. (2003). Progress in Essential Oils 1976-2000. Carol Stream, IL: Allured Publishing Corporation.


Lineweaver, H., & Burke, D. (1934). Determination of enzyme dissociation constants. Journal of the American Chemical Society, 56(3), 658-666.


Liu, R., Wang, Y., Cheng, H., Yu, Y., Zhao, F., & Arai, M. (2013). Reduction of citral in water under typical transfer hydrogenation conditions-Reaction mechanisms with evolution of and hydrogenation by molecular hydrogen. Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, 366(1), 315-320.


Müller, A., Hauer, B., & Rosche, B. (2006). Enzymatic reduction of the α,β-unsaturated carbon bond in citral. Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic, 38(3-6), 126-130.


Nagar, S., Gupta, V. K., Kumar, D., Kumar, L., & Kuhad, R. C. (2010). Production and optimization of cellulase-free, alkali-stable xylanase by Bacillus pumilus SV-85S in submerged fermentation. Journal of Industrial Microbiol and Biotechnology, 37(1), 71-83.


Ospina de Nigrinis, L. S., Adames, M., & Mendoza, E. (1983). Estudio del aceite esencial de Eucalyptus citriodora Bailey. Revista Colombianan de Ciencias Químico-Farmacéuticas, 4(12), 95-113.


Pal, A., & Khanum, F. (2011). Covalent immobilization of xylanase on glutaraldehyde activated alginate beads using response surface methodology: Characterization of immobilized enzyme. Process Biochemistry, 46(6), 1311-1322.


Polizeli, M. L., Rizzatti, A. C., Monti, R., Terenzi, H. F., Jorge, J. A., & Amorim, D. S. (2005). Xylanases from fungi: properties and industrial applications. Applied Microbiology and Biotechnology, 67(5), 577–591.


Rodríguez, A., De Los Reyes, J., Viveros, T., & Montoya, A. (2013). Efecto del soporte en la hidrogenación selectiva de citral sobre catalizadores de platino soportados en sílice-circonia y sílice-titania. Avances en Ciencias e Ingeniería, 3(1), 55-69.


Rojas, H., Martínez, J. J., Mancípe, S., Borda, G., & Reyes, P. (2012). Citral hydrogenation over novel niobia and titania supported Au, Ir–Au and Ir catalysts. Reaction Kinetics, Mechanims and Catalysis, 106(2), 445-455.


Rojas, J. P., Perea, J. A., & Ortiz, C. C. (2009). Evaluation of the biotransformation of geraniol and (r)- (+)-pinene using cell of rhodococcus opacus dsm 44313. Facultad de Ciencias Agropecuarias, 7(2), 104-112.


Rojas, S. B., Borda, G., & Valencia, R. (2005). Hidrogenación selectiva de citral en fase líquida sobre catalizadores Ir–Fe/TiO2 reducidos a altas temperaturas. Revista Colombiana de Química, 34(2), 127-138.


Sant, B. R. (1956). Thiocyabate interference in the permanganimetry of hydrogen peroxide.Analytica Chimica Acta, 15, 413-414. doi: 10.1016/0003-2670(56)80077-9


Santiago-Pedro, S., Tamayo-Galván, V., & Viveros-García, T. (2013). Effect of the acid–base properties of the support on the performance of Pt catalysts in the partial hydrogenation of citral. Catalysis Today, 213, 101-108. doi: 10.1016/j.cattod.2013.04.032


Somolinos, M. G. (2009). Inactivation of Escherichia coli by citral. Journal of Applied Microbiology, 108(6), 1928-1939.


Stolle, A., Gallert, T., Schmöger, C., & Ondruschk, B. (2013). Hydrogenation of citral: a wide-spread model reaction for selective reduction of α,β-unsaturated aldehydes. RSC Advances, 3, 2112–2153. doi: 10.1039/C2RA21498A


Yin, B., Yang, X., Wei, G., Ma, Y., & Wei, D. (2008). Expression of Two Old Yellow Enzyme Homologues from Gluconobacter oxydans and Identification of their Citral Hydrogenation Abilities. Molecular Biotechnology, 38(3), 241-245.


Zhao, J., Xu, X., Li, X., & Wang, J. (2014). Promotion of Sn on the Pd/AC catalyst for the selective hydrogenation of cinnamaldehyde. Catalysis Communications, 43, 102-106. doi: 10.1016/j.catcom.2013.09.019