Unha investigación equipara a eficiencia de enzimas fúnxicas obtidas a partir de residuos coa das comerciais
A tese de doutoramento presentada pola química Sandra González Rodríguez aborda a mellora dos procesos de produción de enzimas fúnxicas empregando diferentes residuos agro-industriais como substrato, así como a aplicación dos cócteles enzimáticos en procesos de mellora ambiental. A súa investigación desenvolveuse no Centro Interdisciplinar de Investigación en Tecnoloxías Ambientais da USC (CRETUS), ao abeiro do Grupo de Biotecnoloxía Ambiental do Departamento de Enxeñaría Química e baixo a dirección da profesora María Teresa Moreira e a doutora Gemma Eibes.
O emprego de enzimas como biocatalizadores en procesos de mellora ambiental leva estudándose dende hai anos. A pesar de que o uso de enzimas require de condicións menos agresivas en comparación con catalizadores químicos, a súa presenza en procesos biotecnolóxicos segue a estar limitada a campos específicos. Esta tendencia débese principalmente a que os procesos de produción e purificación de enzimas poden supor altos custos, o que representa unha clara desvantaxe fronte a tecnoloxías mais rendibles. Por iso, é necesario desenvolver estratexias que permitan a redución dos custos de produción. Unha posibilidade pasa polo emprego de substratos con pouco valor para a produción, así como o uso de cócteles enzimáticos sen purificar, e aquí se sitúa a principal base da tese de Sandra González.
A súa investigación tenta dar resposta a que tipo de fermentacións son as máis axeitadas para a produción de enzimas ligninolíticas a partir da valorización de residuos agro-industriais e se as enzimas producidas e sen purificar poden ser tan eficientes como as purificadas que xa están dispoñibles actualmente no mercado.
Metodoloxías de análise e resultados
No curso da investigación, avaliáronse residuos agro-industriais con distinta composición e diversas cepas de fungos ligninolíticos co fin de producir enzimas fúnxicas, a partir de residuos complexos derivados da industria madeireira e da síntese de bioetanol e doutros máis sinxelos como a palla de trigo, que foron facilitados por distintas empresas e centros como Hifas da Terra, Bioetanol Galicia e Fraunhofer Center for Chemical-Biotechnological Processes (CBP). Posteriormente, estudouse o seu emprego en dous procesos medioambientais.
Tras unha primeira etapa de estudo da produción de lacasas, peroxidasas e peroxixenasas, tanto en fermentacións en estado somerxido como en estado sólido, empregáronse distintas metodoloxías para complementar a investigación. Por unha banda, en colaboración coa Unidade de Espectrometría de Masas e Proteómica da USC, realizouse unha análise proteómica dos cócteles enzimáticos para avaliar o seu potencial catalítico, e, por outra banda, avaliouse o impacto medioambiental asociado ao proceso de produción das enzimas a través da metodoloxía de análise de ciclo de vida.
Nunha posterior etapa, os cócteles enzimáticos empregáronse para aumentar a reactividade dunha lignina co fin de transformala nun precursor adecuado para a síntese de bioadhesivos, e tamén na degradación de distintos contaminantes emerxentes.
En ambas as aplicacións optimizáronse factores cruciais para a actividade enzimática, e realizouse tamén unha comparativa con enzimas comerciais. En relación á lignina, acadouse un aumento da súa reactividade a través dun proceso de desmetilación, e obtivéronse os mellores resultados co uso de enzimas comerciais. Porén, na degradación de contaminantes emerxentes acadouse a degradación completa de compostos como o bisfenol A, hormonas ou pireno, demostrando que os cócteles enzimáticos poden ser igual de eficientes que as enzimas comerciais.
Tribunal de avaliación, colaboracións e difusión de resultados
A tese foi avaliada por un tribunal integrado pola profesora da Universidade de Chile Carolyn Palma como presidenta, a profesora da Universidade de Granada Elisabet Aranda e o doutor en Enxeñaría Química pola USC e profesor do IES Meaño Roberto Taboada. O tribunal acordou por unanimidade conceder a cualificación de sobresaínte cum laude a esta investigación de doutoramento.
No seu curso, a autora contou cunha bolsa predoutoral ligada o proxecto de investigación estatal ‘MODENA’, dirixido pola profesora María Teresa Moreira. Ademais enmarcouse dentro doutros tres proxectos: ‘WooBAdh’ e ‘HP-NANOBIO’, ambos coordinados por Moreira e ‘Bioflav-OH’, dirixido por Gemma Eibes.
A investigación derivou en diversas publicacións en revistas científicas internacionais destacadas no ámbito da biotecnoloxía, como Applied Microbiology and Biotechnology, Industrial Crops and Products, ou New Biotechnology, así como na participación en congresos de ámbito estatal e internacional. Dentro das actividades da súa tese, Sandra González tamén levou a cabo unha estadía de investigación no Institute for Environmental Research da RWTH Aachen University (Alemaña).
