Evaluación del efecto de la enzima Cel6D de Paenibacillus barcinonensis en la degradación de residuos agroindustriales
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Date
2025-02
Authors
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Publisher
Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ciencia e Ingeniería en Alimentos y Biotecnología. Carrera de Alimentos
Abstract
The accumulation of agro-industrial residues generated by agricultural activity in Ecuador represents a significant environmental challenge because inadequate management can cause contamination and affect public health. The use of specific enzymes for cellulose degradation has been widely studied. Thus, this study focused on evaluating the effect of the enzyme Cel6D from Paenibacillus barcinonensis on the degradation of these residues, seeking a biotechnological alternative for their use and reduction of environmental impact. The methodology employed included the construction of a vector for the expression of the enzyme in Escherichia coli, followed by purification by affinity chromatography. The enzymatic activity of Cel6D was evaluated on various swollen and non-swollen agro-industrial substrates. The results showed that the enzyme presented enhanced enzymatic activity on swollen substrates, highlighting a yield of 1.84 49 milliunits of cellulose activity per milligram on cocoa husk and 1.49 49 milliunits of cellulose activity per milligram on rice bran, suggesting that swelling facilitates the access of the enzyme to cellulose. It was concluded that Cel6D is effective in the degradation of agro-industrial wastes, especially when the substrates are treated by acid swelling to increase its accessibility. This research highlights the importance of optimizing the swelling and purification processes to maximize enzyme activity and its potential application in biorefineries, thus contributing to a circular and sustainable economy in waste management in Ecuador.
Description
La acumulación de residuos agroindustriales generados por la actividad agrícola en Ecuador representa un desafío ambiental significativo, ya que su manejo inadecuado puede causar contaminación y afectar la salud pública. En este contexto, el uso de enzimas específicas para la degradación de celulosa ha sido ampliamente estudiadas. De esta forma, la investigación se centra en evaluar el efecto de la enzima Cel6D de Paenibacillus barcinonensis en la degradación de estos residuos, buscando una alternativa biotecnológica para su aprovechamiento y reducción del impacto ambiental. La metodología empleada incluyó la construcción de un vector para la expresión de la enzima en Escherichia coli, seguido de su purificación mediante cromatografía de afinidad. Se evaluó la actividad enzimática de Cel6D sobre diversos sustratos agroindustriales, tanto hinchados como no hinchados. Los resultados mostraron que la enzima presentó una actividad enzimática mejorada en sustratos hinchados, destacando un rendimiento de 1.84 mili unidades de actividad celulosa por miligramo en cáscara de cacao y 1.49 mili unidades de actividad celulosa por miligramo de salvado de arroz, lo que sugiere que el hinchamiento facilita el acceso de la enzima a la celulosa. Se concluye que la enzima Cel6D es efectiva en la degradación de residuos agroindustriales, especialmente cuando los sustratos son tratados mediante un hinchamiento acido para aumentar su accesibilidad. La investigación resalta la importancia de optimizar los procesos de hinchamiento y purificación para maximizar la actividad enzimática y su potencial aplicación en la biorrefinería, contribuyendo así a una economía circular y sostenible en el manejo de residuos en Ecuador.
Keywords
GESTIÓN DE RESIDUOS, RESIDUOS AGROINDUSTRIALES, BIOMASA, BIODEGRADACIÓN DE RESIDUOS, CELULOSA, CEL6D, ENZIMAS RECOMBINANTES, ACTIVIDAD ENZIMÁTICA, PAENIBACILLUS BARCINONENSIS