Carbono mesoporoso de lignina aminada como soporte avanzado para la inmovilización de la lipasa de alto rendimiento

Área de la Ciencia:

• Biotecnología
• Ciencias de los materiales
• Ingeniería de Biopolímeros

Sus antecedentes:

• La lignina alcalina (AL) es un biopolímero abundante y renovable con potencial como precursor de materiales avanzados.
• El desarrollo de estrategias eficientes de inmovilización de enzimas es crucial para la biocatálisis y las aplicaciones industriales.
• Los materiales de carbono mesoporoso (MC) ofrecen una gran superficie y propiedades sintonizables para el soporte de enzimas.

Objetivo del estudio:

• Para sintetizar nuevos portadores de carbono mesoporoso de lignina alcalina modificada para la inmovilización de las enzimas.
• Investigar el funcionamiento de la Rhizomucor miehei lipasa (RML) inmovilizada en estos portadores.
• Evaluar la eficiencia catalítica, la capacidad de carga y la estabilidad de la enzima inmovilizada, en particular IM-AAL-MC.

Principales métodos:

• La lignina alcalina fue modificada químicamente para producir lignina aminada (AAL), sulfometilizada (SML) y fosforilada (PAL).
• Se utilizó nano-MgO como plantilla y la carbonización de mezclas de lignina/nano-MgO produjo transportadores de carbono mesoporosos (AL-MC, AAL-MC, SML-MC, PAL-MC).
• Rhizomucor miehei lipasa (RML) fue inmovilizada en los portadores mediante adsorción física, seguida de caracterización utilizando FTIR, XRD, BET y TEM.

Principales resultados:

• Los portadores de carbono mesoporoso sintetizados demostraron su idoneidad para la inmovilización de RML.
• IM-AAL-MC exhibió un rendimiento superior con una alta actividad enzimática (0,037 U/ mg), capacidad de carga (0,145 mg/ mg) y eficiencia de inmovilización (84,5%).
• IM-AAL-MC mostró una notable estabilidad, manteniendo el 99, 49% de actividad en n-hexano en comparación con la lipasa libre (43, 53%) y el 86, 2% de actividad después de seis ciclos de reutilización.

Conclusiones:

• La lignina alcalina modificada es un precursor viable para crear portadores efectivos de enzimas de carbono mesoporoso.
• El transportador de carbono mesoporoso aminado derivado de la lignina (IM-AAL-MC) ofrece una mayor actividad enzimática, carga y estabilidad excepcional, especialmente en entornos no acuosos.
• Este estudio presenta un enfoque sostenible para el desarrollo de enzimas inmovilizadas de alto rendimiento para diversas aplicaciones.