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Caracterización de la actividad fructanasa de cepas de Kluyveromyces marxianus aisladas de mostos de mezcal

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dc.contributor.author Huerta Alcocer, Sergio Arturo
dc.date.accessioned 2018-03-21T21:56:35Z
dc.date.available 2018-03-21T21:56:35Z
dc.date.created 2015-09-22
dc.date.issued 2018-03-20
dc.identifier.citation Huerta Alcocer Sergio Arturo. (2015). Caracterización de la actividad fructanasa de cepas de Kluyveromyces marxianus aisladas de mostos de mezcal. (Maestría en Ciencias en Biotecnología Genómica). Instituto Politécnico Nacional, Centro de Biotecnología Genómica, México. es
dc.identifier.uri http://tesis.ipn.mx/handle/123456789/24276
dc.description Tesis (Maestría en Ciencias en Biotecnología Genómica), Instituto Politécnico Nacional, CBG, 2015, 1 archivo PDF, (61 páginas). tesis.ipn.mx es
dc.description.abstract RESUMEN: Las fructanasas hidrolizan los fructanos para producir principalmente fructosa. Estas son producidas por levaduras Kluyveromyces abundantes en los mostos de Agave. Estas plantas contienen una gran cantidad de fructanos, en su mayoría inulina. Los fructanos en los Agaves son procesados por hidrólisis ácido-térmica generando azúcar y otros subproductos de desecho. Sin embargo, la hidrólisis enzimática tiene altos rendimientos y se reduce la generación de subproductos. En este estudio se analizó la hidrólisis térmica y ácido-térmica en harinas obtenidas de hojas y piñas de A. tequilana, y se concluyó que el mejor tratamiento para las piñas es la incubación a 100°C (1 h) seguido por otra a 100°C y 1.5 % de H2SO4 (40 min) con rendimientos de 30 % de fructanos. No se obtuvieron fructanos en las hojas. Se obtuvieron extractos purificados (EP) (1.5 veces) a través de la precipitación con etanol al 90 % (v/v) de tres cepas de K. marxianus (Km 1Y9, Km 4D4 y Km 1Y1), y una Saccharomyces cerevisiae como testigo (Sc Fermichamp). La re-suspensión en el amortiguador de acetatos (0.1 M, pH 4.7) mostro la más alta actividad (17.5 U mg -1) con una estabilidad del 70 % hasta los 40 d. Los parámetros cinéticos de los EPP en sacarosa muestran que la cepa Km 1Y9 tiene la mayor velocidad de consumo (1/VMAX=48) y afinidad (Km=50.9). La cepa Fermichamp también mostró una alta afinidad pero una velocidad de consumo muy limitada (Vmax= 4.0). Las condiciones óptimas de actividad en amortiguador de fosfatos (0.2 M) sobre sacarosa fueron; 19 g L-1, 40 min, pH 4.7 y 50 °C, en inulina; 19 g.L-1, 40 min, pH 4.7 y 55 °C y en FAT; 18.3 g.L-1, pH 5 y 50°C. En general, la actividad de las Kluyveromyces fue muy superior con respecto a Fermichamp. En sacarosa, la Km 4D4 mostró la mejor actividad (20.4 U mg-1), pero la Km 1Y9 fue la mejor en inulina y en FATs con 9.85 y 5.86 U mg-1, respectivamente. Esta última también fue la más termoestable (60° C). Se secuencio parcialmente el gene INU 1 (~ 550 pb) en las Kluyveromyces, y esta región contiene el dominio -fructosidases y cuatro aminoácidos polimórficos (Q166, S169, V211 y L212). Finalmente, la hidrólisis enzimática libero un promedio de 45.9 % comparado con los 35.5 % de la hidrólisis ácido-térmica en las harinas (40 g L-1). ABSTRACT: Fructanases hydrolyze fructans to produce mainly fructose. These enzymes are produces by yeast Kluyveromyces, which are abundant in the Agave musts. These plants contain a large amount of fructans, mainly inulin. Fructans in the agaves are processed by acid-heat hydrolysis generating fructose and other waste sub products. However, the enzymatic hydrolysis has high yields, reducing the generation of these wastes. In this study was analyzed the heat and acid-heat hydrolysis in flours obtained from leaves and heads of A. tequilana. It was concluded that the best treatment for heads was the incubation at 100° C (1 h) followed by other one at 100 °C and 1.5 % H2SO4 (40 min) with a fructans yields of 30 %. There are not isolated fructans in leaves. Enzymatic extracts were concentered (1.5 fold) through ethanol to 90 % (v/v) precipitation in the strains of K. marxianus (Km 1Y9, Km 4D4 and Km 1Y1), and Saccharomyces cerevisiae (Sc Fermichamp) as control. Acetates buffer (0.1 m, pH 4.7) resuspension showed the highest activity (17.5 U mg-1) with a stability of 70 % at 40 d. Enzymatic parameters on sucrose shows that Km 1Y9 has the highest consumption rate (Vmax= 48) and affinity (Km = 50.9). The Fermichamp strain also showed a high affinity but a very limited consumption rate (Vmax= 4.0). Optimal activity conditions on phosphate buffer (0.2 M) were in sucrose; 19 g.L-1, 40 min, pH 4.7 and 50 °C, inulin; 19 g.L-1, 40 min, pH 4.7 and 55 °C and FAT; g.L-1, pH 5 and 50 °C. In general, Kluyveromyces strains exhibits highest activity with regard to Fermichamp. In sucrose, Km 4D4 showed the best activity (20.4 U mg-1), but the Km 1Y9 was the best in inulin and FATs with 9.85 and 5.86 U mg-1, respectively. The last one was also the most thermostable (60 °C). The gene INU1 was partially sequenced (~550pb) in the Kluyveromyces yeast, this region contains the -fructosidases domain and four polymorphic amino acids (Q166, S169, V211 and L212). Finally, enzymatic hydrolysis release an average of 45.9 % compared with the 35.5 % of acid-thermal hydrolysis in the flour (40 g L-1). Abstract: Fructanases hydrolyze fructans to produce mainly fructose. These enzymes are produces by yeast Kluyveromyces, which are abundant in the Agave musts. These plants contain a large amount of fructans, mainly inulin. Fructans in the agaves are processed by acid-heat hydrolysis generating fructose and other waste sub products. However, the enzymatic hydrolysis has high yields, reducing the generation of these wastes. In this study was analyzed the heat and acid-heat hydrolysis in flours obtained from leaves and heads of A. tequilana. It was concluded that the best treatment for heads was the incubation at 100° C (1 h) followed by other one at 100 °C and 1.5 % H2SO4 (40 min) with a fructans yields of 30 %. There are not isolated fructans in leaves. Enzymatic extracts were concentered (1.5 fold) through ethanol to 90 % (v/v) precipitation in the strains of K. marxianus (Km 1Y9, Km 4D4 and Km 1Y1), and Saccharomyces cerevisiae (Sc Fermichamp) as control. Acetates buffer (0.1 m, pH 4.7) resuspension showed the highest activity (17.5 U mg-1) with a stability of 70 % at 40 d. Enzymatic parameters on sucrose shows that Km 1Y9 has the highest consumption rate (Vmax= 48) and affinity (Km = 50.9). The Fermichamp strain also showed a high affinity but a very limited consumption rate (Vmax= 4.0). Optimal activity conditions on phosphate buffer (0.2 M) were in sucrose; 19 g.L-1, 40 min, pH 4.7 and 50 °C, inulin; 19 g.L-1, 40 min, pH 4.7 and 55 °C and FAT; g.L-1, pH 5 and 50 °C. In general, Kluyveromyces strains exhibits highest activity with regard to Fermichamp. In sucrose, Km 4D4 showed the best activity (20.4 U mg-1), but the Km 1Y9 was the best in inulin and FATs with 9.85 and 5.86 U mg-1, respectively. The last one was also the most thermostable (60 °C). The gene INU1 was partially sequenced (~550pb) in the Kluyveromyces yeast, this region contains the -fructosidases domain and four polymorphic amino acids (Q166, S169, V211 and L212). Finally, enzymatic hydrolysis release an average of 45.9 % compared with the 35.5 % of acid-thermal hydrolysis in the flour (40 g L-1). es
dc.description.sponsorship CONACYT, IPN es
dc.language.iso es es
dc.subject Fructanasas es
dc.subject Kluyveromyces es
dc.subject Fermichamp es
dc.subject Levaduras es
dc.title Caracterización de la actividad fructanasa de cepas de Kluyveromyces marxianus aisladas de mostos de mezcal es
dc.title.alternative Caracterización de la actividad fructanasa de cepas de Kluyveromyces marxianus en presencia de sustratos ricos en fructanos es
dc.type TESIS es
dc.contributor.advisor Narváez Zapata, José Alberto
dc.contributor.advisor Larralde Corona, Claudia Patricia


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