Reciclado del orujo de uva como medio sólido de fermentación para la producción de enzimas hidrolíticas de interés industrial

Abstract

En la presente tesis se pretende profirndizar en el desarrollo de un nuevo proceso, de bajo impacto medioambiental y de costes muy reducidos, para aprovechar el principal subproducto de la industria vitivinícola: el orujo de uva. Los resultados obtenidos han puesto de manifiesto que mediante la fermentación en estado sólido (FES) del hongo Aspergillus awamori sobre el orujo de uva se secretan las enzimas pectinasas, xilanasas y celulasas. Sin embargo, la composición de este sustrato natural cambia en función de la estación, el tipo de uva, el punto de recolección, las condiciones meteorológicas, etc., de forma que no es posible asegurar productividades enzimáticas reproducibles cuando se utilizan diferentes orujos de uva. Por este motivo, el lavado previo de este residuo, junto con la suplementación con una solución nutritiva y mezcla con cáscaras de naranja, con gran contenido en pectina, celulosa y hemicelulosa, mejoran la producción y la reproducibiidad de la síntesis de las mencionadas enzimas. Por tanto, mediante este trabajo se han producido extractos con un alto contenido en las enzimas pectinasas, xilanasas y celulasas, usando la tecnología de FES sobre mezclas de estos dos residuos agroindustriales. Estos extractos, una vez concentrados y/o purificados, pueden ser utilizados en las industrias de elaboración de zumos y vinos en las etapas de clarificación. Por otra parte, dada la importancia de las variables externas de fermentación sobre la producción enzimática, y ya que los reactores están estrechamente vinculados a¿ su manipulación de estas, en el presente trabajo se seleccionó la configuración de reactor más apropiada y las condiciones óptimas de operación para la síntesis de las mencionadas enzimas por el hongo Aspergillus awamori. Se compararon cuatro configuraciones diferentes de reactor (tres - de fermentación en estado sólido y una de cultivo suspendido) con el propósito de estudiar la influencia de la agitación y la aireación, siendo el reactor de cultivo sumergido y el tambor rotatorio, en primer y segundo lugar, respectivamente, los que proporcionaron las actividades enzimáticas más altas. Se evaluó además la estabilidad de las enzimas exo-poligalacturonasa (un tipo de pectinasa) y xilanasa en los extractos enzimáticos obtenidos por FES, registrando para ambas altas actividades en un amplio rango de p11 y temperatura y en presencia de distintos cationes. Los extractos obtenidos, una vez seleccionado el método más adecuado para su concentración, se emplearon en la clarificación de mostos de uva, obteniéndose mejores rendimientos que con otros extractos comerciales comúnmente utilizados en las bodegas. Además, para mejorar su aplicabilidad, fUeron parcialmente purificados mediante cromatografla de intercambio iónico en columna DEAE-celulosa, mostrando un mayor grado de pureza que los crudos enzhnáticos comerciales.