Descripción: |
En este proyecto se realizó la caracterización de la enzima
comercial pectinmetilesterasa (PME) en sistemas modelo. A partir de los sistemas
modelo se estudió el efecto de la aplicación de las altas presiones
dinámicas originadas por un sistema de homogenización continuo
sobre la actividad de la PME; así mismo se evaluó el efecto
de introducir los sistemas modelo a temperaturas diferentes a la del ambiente
(45ºC y 55ºC) al tratamiento con altas presiones, lo que a su vez
generó la evaluación de la contribución de la
elevación de la temperatura para ambos tratamientos sobre la actividad
enzimática de la PME.
La caracterización de la enzima PME permitió establecer que
las condiciones óptimas para este estudio se logran a partir de una
concentración de 5.4E-6mg/mL a pH 3.53 y 5.55 después de 24
horas de haber sido formulado el sistema bajo condiciones de almacenamiento
a 4 ºC.
El efecto del tratamiento con altas presiones (100 MPa) en los sistemas modelo
a pH de 3.53 y 5.55 provocó una reducción del 33% en la actividad
enzimática inicial. A lo largo de este proceso se generó un
incremento de temperatura de 23ºC y 25ºC para los sistemas a pH
3.53 y 5.55, respectivamente. El tiempo de reducción decimal aparente
(Da) que presentan los sistemas tratados a altas presiones durante 40 minutos
fue de 244.35 min para el sistema a pH 3.53 y 239.5 min para el otro nivel
de pH. Sin embargo, la modelación de los datos experimentales a la
cinética de primer orden no presentó una tendencia lineal,
es por ello que se examinó la distribución de Weibull. Esta
distribución generó mejores ajustes a los datos experimentales
(R2=0.99).
Por otro lado, los sistemas que fueron introducidos a 45ºC y 55ºC
al tratamiento con altas presiones, generaron una reducción del 57%
y 58% para ambos niveles de pH, respectivamente. A partir de la comparación
de estos valores y de los obtenidos con el tratamiento a 100 MPa y 21ºC
(temperatura ambiente), se estableció que la combinación de
presión y temperatura genera un efecto sinérgico, lo que ocasiona
una mayor reducción en la actividad de la PME. Para el sistema con
pH 3.53 introducido a 45ºC el tiempo de reducción decimal aparente
fue de 148 min, mientras que el sistema a ese mismo nivel de pH pero introducido
a 55ºC fue de 113 min. Los datos experimentales no se ajustaron a la
cinética de primer orden, es por ello que se examinó la
distribución de Weibull, la cual generó mejor ajuste.
Dado que en los tratamientos anteriores (Ti= 45ºC o 55ºC, y 100
MPa) se generaron incrementos de temperatura, se decidió dar tratamiento
térmico a los sistemas con el fin de evaluar el efecto de esta variable.
Este estudio arrojó que el tratamiento térmico con temperatura
inicial de 45ºC y 55ºC generó una reducción aproximada
de la actividad enzimática inicial del 21% para los sistemas con pH
3.53, mientras que para los sistemas con pH 5.55 fue del 23%. Por otro lado,
mediante el uso de la cinética de primer orden se estableció
que el tiempo de reducción decimal aparente fue: Da 45ºC pH3.53
de 432 min y Da 55ºC pH 3.53 de 401 min.
La distribución de Weibull generó de igual manera mejores ajustes
(0.99). Por lo anterior, se determinó que el tratamiento térmico
que se desarrolló en este estudio no resulta conveniente para inactivar
a la PME.
Con esta investigación se demostró que el efecto combinado
de temperatura (Ti=45ºC o 55ºC) y altas presiones dinámicas
(100 MPa) es una buena alternativa para alcanzar mayores reducciones de actividad
de pectinmetilesterasa. Sin embargo, para la reducción total de la
actividad de esta enzima, sería conveniente el uso de presiones más
elevadas o mayor tiempo de proceso. |