Optimización de la hidrolisis enzimática del almidón en el jugo de caña de azúcar (Saccharum officinarum)

Abstract

El almidón, componente natural del jugo de caña de azúcar, es causante de pérdidas y problemas operacionales en la industria azucarera, debido al incremento en la viscosidad en el jugo, que inhibe la cristalización e incrementa la pérdida de sacarosa. El objetivo de esta investigación fue optimizar el proceso de hidrólisis enzimática del almidón por acción de la alfa amilasa de Bacillus licheniformis. Se optimizaron la concentración de enzima y el tiempo de reacción, con respecto a la maximización de la concentración de maltosa, determinado como azúcar reductor por el método del Ácido Dinitrosalicílico; el porcentaje de hidrolisis del almidón y la productividad, las cuales fueron analizadas independientemente y en conjunto por un Diseño Central Compuesto Rotacional y la Metodología de Superficie de Respuesta. Se caracterizó la enzima alfa-amilasa obteniéndose una temperatura optima de 90°C y pH óptimo de 7, determinándose un rango de linealidad para la dilución 1:100 de 20 minutos, una actividad enzimática de 28.35 U/mg y las constantes cinéticas Km de 5.82 g/L y Vmax de 0.30 g/L*min. Finalmente, del diseño experimental se obtuvieron las condiciones ambientales óptimas de concentración de enzima de 817 ppm y tiempo de reacción de 17 minutos a una temperatura de 90°C. De la validación de las condiciones óptimas de hidrolisis del almidón en el jugo de caña de azúcar, se obtuvieron: concentración de maltosa 0.380 g/L, porcentaje de hidrolisis 73.09 % y la productividad 1.341 g/L*h, que correspondieron a variaciones mayores que los valores calculados, en 16%, 11.3% y 18% respectivamente.