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Production and immobilization of pectinases from Penicillium crustosum in magnetic core-shell nanostructures for juice clarification

果胶酶 固定化酶 发酵 化学 青霉属 橙汁 色谱法 食品科学 生物化学
作者
Arely Núñez-Serrano,Refugio B. García-Reyes,Sara Solís-Pereira,Alcione García-González
出处
期刊:International Journal of Biological Macromolecules [Elsevier BV]
卷期号:263: 130268-130268 被引量:8
标识
DOI:10.1016/j.ijbiomac.2024.130268
摘要

Global market of food enzymes is held by pectinases, mostly sourced from filamentous fungi via submerged fermentation. Given the one-time use nature of enzymes to clarify juices and wines, there is a crucial need to explore alternatives for enzyme immobilization, enabling their reuse in food applications. In this research, an isolated fungal strain (Penicillium crustosum OR889307) was evaluated as a new potential pectinase producer in submerged fermentation. Additionally, the enzyme was immobilized in magnetic core-shell nanostructures for juice clarification. Findings revealed that Penicillium crustosum exhibited enzymatic activities higher than other Penicillium species, and pectinase production was enhanced with lemon peel as a cosubstrate in submerged fermentation. The enzyme production (548.93 U/mL) was optimized by response surface methodology, determining the optimal conditions at 35 °C and pH 6.0. Subsequently, the enzyme was covalently immobilized on synthesized magnetic core-shell nanoparticles. The immobilized enzyme exhibited superior stability at higher temperatures (50 °C) and acidic conditions (pH 4.5). Finally, the immobilized pectinases decreased 30 % the orange juice turbidity and maintained 84 % of the enzymatic activity after five consecutive cycles. In conclusion, Penicillium crustosum is a proven pectinase producer and these enzymes immobilized on functionalized nanoparticles improve the stability and reusability of pectinase for juice clarification.
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