Producción de lacasa de Pleurotus ostreatus utilizando los residuos de Agave tequilana Weber como sustrato

La penca y fibra de Agave tequilana Weber, fueron estudiadas como sustrato para la producción de lacasa por Pleurotus ostreatus en fermentaciones sumergida y sólida, considerando que esta enzima tiene aplicaciones potenciales en la industria textil y papelera, principalmente, además de la industria alimentaria, farmacéutica, nanotecnología, biorremediación de suelos, destoxificación de aguas residuales, manufactura de detergentes, y transformación de antibióticos y esteroides. Sin embargo, el uso de los residuos de agave generados durante su cosecha para la producción del tequila, no se ha investigado. Los resultados, mostraron que las condiciones para la máxima producción de lacasa con penca y fibra en fermentación sumergida, son 120 h, con una concentración de sustrato de 1 % (p/v), produciendo 276.36 y 169.25 U L-1, respectivamente, mientras que en fermentación sólida, únicamente se obtuvieron 6.96 U L-1 a las 480 h con penca y 45.43 U L-1, a las 120 h con fibra. La adición de glucosa no causó diferencias significativas (p>0.05), sobre la producción de la enzima. Sin embargo, la limitación de nutrientes en el proceso de fermentación sumergida, utilizando un medio de cultivo compuesto de agua-penca-hongo, favoreció la producción de enzimas más activas, por lo que este medio se seleccionó para el escalamiento en matraz y biorreactor. Aunque las condiciones de trabajo se escalaron proporcionalmente, la producción de lacasa en matraces con un volumen de trabajo de 200 mL, no generó resultados satisfactorios, en tanto que en el escalamiento en biorreactores, solamente en el primer ciclo de producción, la actividad específica fue similar (10.69 U mg-1) a la encontrada a pequeña escala (14.68 U mg-1). A partir del segundo ciclo de fermentación, la actividad específica disminuyó significativamente (p≤0.05). El extracto enzimático obtenido por precipitación con (NH4)2SO4 del medio de fermentación, se purificó parcialmente, obteniéndose dos fracciones por cromatografía de filtración en gel sobre Sephadex G-75, con la mayor actividad lacasa (fracción 33 y fracción 35). En ambas fracciones, se encontró la presencia de dos isoformas de lacasa, denominadas Lacag1 y Lacag2, con pesos moleculares de 67.7 y 60.4 kDa, respectivamente. Ambas fracciones se reunieron y se llevó a cabo la caracterización de la enzima, la cual tuvo una KM de 5.54 mM y una Vmax de 357.14 U min-1, mientras que la temperatura óptima fue a 40°C, con una velocidad de reacción máxima de 330.16 U min-1. La lacasa secretada por el hongo, no fue estable a la temperatura, pues únicamente entre 20 y 35 °C, la lacasa conservó más del 80 % de su actividad, después de 15 min de incubación, hecho que limita la aplicación de esta enzima en procesos de la industria papelera y textil, donde las temperaturas de proceso son superiores a 60 °C. Sin embargo, es posible de utilizarse en el área de alimentos, en la estabilidad de algunas bebidas como el vino. Así mismo, el pH óptimo para la máxima velocidad de reacción de la lacasa, fue de 4.0, valor que se encuentra dentro del intervalo reportado para estas enzimas. Además, se encontró que el pKa del grupo prototrópico involucrado en la acción de la enzima fue de 3.5 a 4.5, que corresponde al grupo -carboxilo del ácido aspártico. Las energías de activación y desnaturalización fueron de 2.71 y 43.30 Kcal mol-1, respectivamente