Julio Cesar Rodriguez Diaz; Irina Ximena Acosta Gonzales; Marcus Bruno Soares Forte; Harry Ricardo Yucra Condori; Agnes De Los Angeles Candela Morales; Grethel Teresa Choque Delgado; Aldair Andre Mamani Hanampa; Angela Shantal Arenas Arapa; Arturo Alatrista Corrales

Objetivo

Estudiar el desempeño del carbón activado obtenido a partir de fibra de camélidos sudamericanos, como soporte para inmovilización enzimática con potencial uso en el tratamiento de residuos alimenticios.

Resumen:

El presente proyecto se enmarca dentro del programa de impacto: DESARROLLO DE PROCESOS TECNOLÓGICOS PARA VALORIZAR LOS RESIDUOS POLIMERICOS DE LA REGION AREQUIPA. El proyecto busca desarrollar un proceso tecnológico alternativo para inmovilización enzimática aplicada fundamentalmente a la valorización de residuos alimentarios. En este caso, se busca utilizar enzimas de al menos 2 tipos, entre ellas: (1) B-galactosidasa, para la revalorización de suero de lecheria a partir de producción de galactoligosacáridos (2) Xilanasa, para revalorización de desechos celulósicos a partir de producción de Xiloligosacáricos y (3) Lipasa, para revalorización de aceites usados. La inmovilización se realizará utilizando como medio de soporte carbón activado obtenido a partir de la recuperación de fibras de camélidos sudamericanos excluidas del proceso de manufactura textil. (De encontrarse viabilidad con otra enzima se sugerirá como parte del proyecto) Se realizará la caracterización del carbón activado obtenido. Se evaluará afinidad enzima-soporte por adsorción y covalente, así como resistencia de enzima a medios extremos de pH y T°. Así mismo, se realizaran pruebas de efectividad de la reacción enzimática, cinética, y capacidad de reutilización.

Palabras clave

Carbón activado; adsorción; ffibra de camélidos sudamericanosl; residuos alimentarios, inmovilización enzimática; UNSA

Problema central

Existen numerosos residuos industriales que en nuestra región aun no se han aprovechado correctamente, originando paralelamente una fuente de contaminación no tratada. Este es el caso por un lado de fibras animales de camélidos sudamericanos que no son aptas para proceso industrial. Por otro lado, la industria alimentaria produce residuos de impacto ambiental altamente negativo, como suero de leche, aceites usados y residuos celulósicos. Los procesos biotecnológicos aplicados al tratamiento de residuos alimentarios basados en reacciones enzimáticas, se han convertido en tecnologías promisorias para resolver los problemas de contaminación, así como para dar valor agregado a dichos residuos. Sin embargo, las enzimas en solución generalmente son utilizadas una sola vez debido a la dificultad que representa su recuperación al término de una reacción. Esta limitante las convierte a las enzimas en un gasto fijo e impacta directamente el costo total del proceso. Ante este panorama, se busca que en los procesos que sean utilizadas se pueda lograr su recuperación sin perder su efectividad, lo que impactará de manera positiva en la economía de un proceso.

Hipótesis planteada

El carbón activado obtenido de ffibra de camélidos sudamericanos, presenta mejor desempeño para inmovilización enzimática por alcanzar menor tamaño de poro. El tipo de activación del carbón activado influye en el desempeño de la inmovilización enzimática de galactosidasa y xilanasa para producción de prebióticos, y sobre la inmovilización enzimática de aceites usados para remediación ambiental y obtención de biocombustibles. El tipo de inmovilización impacta en el desempeño de la inmovilización enzimática, la inmovilización covalente mejorará el desempeño, aunque impactará en mayores costos del proceso. La inmovilización enzimática con carbón activado permite mejorar las condiciones para la aplicación industrial de aprovechamiento de estos residuos.

Resultados esperados

04 Artículos aceptados para publicación en revistas indizadas en la base Scopus o Web of Science.
03 Estudiantes o egresados de pregrado de la UNSA titulados/graduados con la opción de Tesis formato artículo con publicación en revistas indizadas Base Scopus o Web of Science.
01 Estudiante de posgrado con publicación de articulo en revistas indizadas Base Scopus o Web of Science.
01 Nro. de ponencias realizadas nacionalmente

Adicionalmente

Estudio sobre la viabilidad técnica y económica para la utilización en escala industrial de las enzimas inmovilizadas usando como sustrato carbon activado a partir de desechos de fibra de camelidos

Impactos esperados

Impacto Técnico: El estudio permitirá desarrollar nuevos conocimientos tecnológicos que contribuyan al desarrollo de biocatalizadores que aprovechan fibras de camélidos sudamericanos no utilizadas
Impacto Social: El trabajo permitirá la valorización de desperdicios de alto volumen de producción en la región como son los derivados de la actividad de la industria alimentaria y textil alpaquera.
Impacto Económico: La reutilización de enzimas, posibilita la reducción de costos en los procesos que son empleadas. Además, el estudio permitirá mejorar los ingresos de numerosas empresas enlazadas a las cadenas de valor de la industria textil alpaquera y alimentaria.
Impacto Ambiental: Al encontrar un uso de los residuos que son de alto impacto contaminante, se contribuye a reducir los impactos ambientales, mejorando la calidad de vida y la salud de la población, tema de constante preocupación.