Tesis (Maestro en Ciencia y Tecnología Agroalimentaria) -- Departamento de Ingeniería Agroindustrial, 2021 Maestría

Incluye bibliografías

La industria citrícola genera grandes cantidades de residuos con el desecho de cáscaras, membranas internas y semillas, las cuales, por su composición, pueden servir como sustratos en procesos de fermentación para la producción de bioproductos como proteínas y enzimas. Los objetivos del trabajo fueron producir enzimas pécticas mediante fermentación en estado sólido a partir de residuos de naranja y evaluar sus parámetros cinéticos, para favorecer el desarrollo de procesos de aprovechamiento de desperdicios agrícolas y agroindustriales. Se desarrolló un sistema de fermentación en estado sólido (FES) en columna, con aireación forzada y humedad controlada, usando el hongo filamentoso Aspergillus niger y residuos de naranja para la producción de enzimas pécticas, las cuales se separaron con extracción acuosa en dos fases (ATPE) con un sistema basado en polietilenglicol 6000 y sulfato de amonio. Se realizó la caracterización enzimática residual en diferentes rangos de pH, temperatura y concentración de sustrato. Con tiempos de fermentación de 48 h se tuvo contenido de proteína de 15.34 mg mL-1 en la fase superior de los sistemas ATPE y de 1.74 mg mL-1 en la fase inferior. No obstante, la actividad enzimática fue mayor en la fase inferior (39.72 U) que en la superior (35.38 U) y ello se mantuvo aún con 72 h de fermentación, donde los valores fueron 41.88 y 36.07 U, respectivamente, lo que indicó la presencia de otras enzimas, además de pectinasas. El pH, la temperatura y la concentración de sustrato óptimo de las enzimas fueron 6.0, 50.0 °C y 0.28 mM, respectivamente. Las enzimas pécticas producidas por A. niger presentaron una cinética del tipo Michaelis-Menten. La fermentación en estado sólido es un proceso con potencial para producir enzimas pécticas a partir de residuos de naranja.

The citrus processing industries generate large amounts of waste with the disposal of peels, internal membranes and seeds, which, due to their composition, can serve as substrates in fermentation processes to produce bio products such as proteins and enzymes. The work aimed evaluating the kinetic parameters of pectic enzymes produced by solid state fermentation from orange residues to favor the development of processes for the use of agricultural wastes. A solid-state fermentation (SSF) system was developed in columns with forced aeration and controlled humidity using the filamentous fungus Aspergillus niger and orange residues to produce pectic enzymes, which were separated with an aqueous two-phase extraction (ATPE) technique with a system based on polyethylene glycol 6000 and ammonium sulfate. The residual enzymatic characterization was carried out at different pH ranges, temperature and substrate concentration. There was a protein content of 15.34 mg mL-1 in the upper phase of ATPE systems and 1.74 mg mL-1 in the lower phase with fermentation times of 48 h. However, the enzymatic activity was higher in the lower phase (39.72 U) than in the upper phase (35.38 U) and this was maintained even with 72 h of fermentation, where values were 41.88 and 36.07 U, respectively, which indicated the presence of other enzymes in addition to pectinases. The pH, temperature, and optimal substrate concentration of the enzymes were 6.0, 50.0 °C and 0.28 mM, respectively. Pectic enzymes, produced by A. niger showed Michaelis-Menten-type kinetics. Solid state fermentation is a process with the potential to produce pectic enzymes from orange residues.