Optimización del proceso de hidrólisis enzimática de dextrano en jugo de caña de azúcar (Saccharum officinarum) utilizando la metodología de superficie de respuesta

Abstract

El dextrano es un homopolisacárido de glucosa, formado en el jugo de caña de azúcar durante la postcosecha y es responsable de los bajos rendimientos de la evaporación y cristalización en la industria azucarera. La sacarificación enzimática del dextrano se ha destacado por sus rendimientos satisfactorios; sin embargo, dicho proceso enzimático requiere de una adecuada selección de la enzima y su concentración, así como el control de las condiciones ambientales de la biocatálisis. El objetivo de la presente investigación fue optimizar el proceso de hidrólisis enzimática de dextrano del jugo de caña de azúcar mediante la metodología de superficie de respuesta. Se utilizó un diseño central compuesto rotacional con tres factores independientes de cinco niveles: concentración de enzima, tiempo y temperatura de reacción y como variable respuesta: la reducción de la concentración de dextrano. Se utilizó la enzima comercial Dextranfree Xe la cual fue caracterizada cinéticamente. El experimento consistió en dos etapas, primero se utilizó un medio simulado de jugo de caña para determinar las condiciones óptimas y éstas aplicarlas después al jugo real de caña de azúcar.  Las condiciones ambientales óptimas de hidrolisis del dextrano en el simulado de jugo de caña resultaron ser: concentración de enzima 224 ppm, tiempo de reacción 32 minutos y temperatura de reacción 36 °C, para alcanzar un 70% de reducción de dextrano. Finalmente, las condiciones optimizadas fueron validadas aplicándolas al jugo de caña de azúcar, obteniéndose una reducción del 69.2% de concentración de dextrano; concluyéndose que dicho método fue efectivo.