La hemisfericina refinada (HR) es una preparación de la proteasa cisteínica polimórfica que se obtiene
de los frutos de Bromelia hemisphaerica, especie mexicana perteneciente a la familia de las
Bromeliáceas. En estudios previos se ha demostrado que la HR compite satisfactoriamente con proteasas
comerciales como la papaína en diversas aplicaciones industriales. Interesa, por lo tanto, desarrollar
métodos que permitan proteger la actividad enzimática durante el almacenamiento y conservar su
estabilidad operacional. Las conocidas sensibilidad a la temperatura de las enzimas y susceptibilidad a
diversos factores desnaturalizantes del medio pueden reducirse mediante la microencapsulación de la
materia enzimática empleando el secado por aspersión.En el presente trabajo se establecieron las condiciones para microencapsular HR con goma arábiga mediante secado por aspersión. El estudio del proceso de encapsulación incluyó el análisis de diferentes concentraciones de goma arábiga (GA) (7-22%) y de temperaturas (T) de entrada en el secado entre 105-135°C, empleando un secador de laboratorio (Mini Spray Dryer, modelo B-290, Büchi). Se utilizó la metodología de superficies de respuesta para encontrar las mejores condiciones del proceso que permitieran conservar una actividad proteolítica máxima, empleándose para ello un diseño central compuesto (DCC) con cinco repeticiones en el punto central en 13 corridas. Las variables de respuesta
fueron: el rendimiento de microencapsulación, la actividad proteolítica y la concentración de proteína.
Estas dos últimas fueron evaluadas periódicamente durante dos meses de almacenamiento. Las
microcápsulas fueron evaluadas mediante electroforesis en gel de poliacrilamida y microscopía
electrónica de barrido.
Las preparaciones que presentaron mejor actividad proteolítica en el período de almacenamiento
ensayado fueron: las obtenidas con 7.9% de GA y T de 120 °C (corrida 13), las cuales no solamente mantuvieron su actividad sino que la mejoraron en un 14.8% con respecto a la inicial de la muestra; así
como, las cápsulas con 10% de GA y T de 130 °C (corrida 7) que presentaron una actividad 14.2%
mayor que la inicial (tiempo cero). La muestra que presentó la mejor estabilidad fue la obtenida en el
punto central con condiciones de 15% de CGA y 120°C de T, no obstante su actividad enzimática (711 UT/mg de proteína) fue menor que la obtenida bajo las condiciones de las corridas 7 y 13 (932 y 890 UT/mg de proteína). Se identificó en las preparaciones microencapsuladas las bandas electroforéticas características que corresponden a HR (24 kDa).
Refined hemisphaericin (HR) is a preparation from the cysteine polymorphic protease obtained from the fruits of
Bromelia hemisphaerica, a mexican plantwhich belongs to the Bromeliaceae family. In
previous studies on industrial applications it has been reported that HR competes satisfactorily with
commercial proteases like papain. Therefore it becomes of interest to developmethods focused on
the protection of enzyme activity during storage and the preservation of operational stability.
Enzyme susceptibility to temperature and other denaturing factors in the environment is well known,
this sensitivity may be diminished by microencapsulation of the enzyme material by spray drying.
In the present work the conditions were settled for the microencapsulation of HR with arabic gum
by spray drying. The study of HR encapsulation process included the analysis of different arabic
gum (AG) concentrations (7-22%) at several feed temperatures (T) between 105 and 135 °C, in a
laboratory Mini Spray Dryer (model B-290, Büchi). In order to find the best
conditions for this
process to keep a maximal proteolytic activity, response surface methodology was used, with a
composite central design (CCD) with five
repetitions in the central point with 13 runs. The following response variables were used: microencapsulation yield, proteolytic activity and protein concentration. The last two variables were evaluated periodically within two months of storage. The microcapsules were assayed by polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE) and scanning electronic microscopy (SEM).
The better stability at the assayed time of storage was found for the proteolytic preparations obtained
with AG 7.9% at 120ºC ( run 13),
which improved the initial activity in 14.8%; just like
the capsules prepared with AG 10% at 130ºC ( run 7) which showed a 14.2% greater activity than the initial
sample (zero time).
The sample with more stability was that obtained at the central point with AG 15% a
nd 120ºC, nevertheless, it presented lower activity (711 UT/mg protein) than those obtained
under the assayed conditions in runs 7 and 13 (932 and 890 UT/mg protein). The microencapsulated
preparations rendered the characteristic bands of HR (24 kDa) by PAGE.
