Bioprospección de enzimas xilanolíticas en microorganismos antárticos.

Abstract

Las xilanasas son enzimas de gran interés en los procesos industriales ya que se emplean como agentes de blanqueamiento en las industrias de pulpa y papel, hidrolizan el xilano permitiendo obtener productos de alto valor comercial como azúcares de bajo aporte calórico y prebióticos en la industria alimenticia, y aumentan la efectividad de los detergentes, entre otros. En los últimos años, el creciente interés por estas enzimas radica en que participan en procesos de sacarificación de la biomasa lignocelulósica al hidrolizar la hemicelulosa, un heteropolímero ramificado de composición variable, cuya cadena principal está compuesta por xilano. Las xilanasas actúan en sinergia para hidrolizar los xilanos debido a su heterogeneidad y complejidad, estas enzimas incluyen a las: endoxilanasas, exoxilanasas y β-xilosidasas. La mayoría de las xilanasas comerciales tienen su mayor actividad a temperaturas altas. En este trabajo se estudiaron 39 microorganismos antárticos, incluyendo bacterias y levaduras, recolectados en distintos puntos de la Isla Rey Jorge. Estos microorganismos, psicrófilos y psicrotolerantes, tienen procesos metabólicos y fisiológicos que les permite crecer a bajas temperaturas, entre ellas la producción de enzimas y pigmentos, que les confiere cierta ventaja adaptativa frente a sus homólogos mesófilos y termófilos si se busca aplicaciones a escala industrial, ya que se reduce el gasto energético y, por lo tanto, el costo de producción. Para seleccionar las cepas productoras de enzimas extracelulares con actividad xilanolítica, se realizó un screening cualitativo de la actividad enzimática, mediante la presencia de halos de degradación alrededor de las colonias formados en medio sólido. Se seleccionaron 4 microorganismos (3 bacterias y una levadura) con mayor actividad xilanolítica. Éstas se crecieron en medio líquido conteniendo xilano como única fuente de carbono en condiciones aerobias a 20°C, con agitación orbital a 150 rpm, durante 144 h. Se hizo seguimiento del cultivo cada 24 h, determinando la concentración de biomasa y la actividad enzimática. Los productos de hidrólisis se detectaron por reacción de los azúcares reductores con ácido dinitrosalicílico (DNS) y por HPLC. La levadura fue el microorganismo que presentó mayor actividad (3.9 ± 0.3 UI/mL) en las condiciones estudiadas.