Estudio sobre la promoción de la hidrólisis de oleuropeína por celulasa mediante disolventes eutécticos naturales
Olea europaea L. es una planta perteneciente a la familia Oleaceae y al género Oleaceae. Es un importante cultivo oleícola en la región mediterránea, y Gansu y Yunnan son las principales zonas de plantación de olivos en China. Las hojas de olivo son un subproducto barato del cultivo del olivo. Cada olivo necesita recortar aproximadamente 25 kg de hojas al año, y el peso total de las hojas recolectadas representa 10% del peso total de las aceitunas. Las hojas de olivo contienen diversos compuestos bioactivos. Como el ácido oleanólico, el ácido espinoso, el ácido ursólico, la oleuropeína, el hidroxitirosol, etc.
Las investigaciones han demostrado que la oleuropeína se distribuye por todas las partes del olivo, y que su mayor contenido se encuentra en las hojas. En las hojas secas del olivo, el contenido de oleuropeína puede alcanzar de 10% a 17%. Como se muestra en la Figura 1, la oleuropeína se hidroliza para producir hidroxitirosol, glucosa y ácido olénico. Entre ellos, el hidroxitirosol presenta mejor actividad biológica que la oleuropeína. En la actualidad, los métodos de hidrólisis de la oleuropeína incluyen principalmente la hidrólisis ácida, la hidrólisis alcalina y la hidrólisis enzimática. La hidrólisis ácida y la hidrólisis alcalina requieren ácidos fuertes, bases fuertes y entornos de alta temperatura, con condiciones de reacción estrictas. En los últimos años, se ha prestado atención al uso de enzimas como catalizadores para la biotransformación de subproductos. En comparación con los métodos tradicionales de hidrólisis ácido-base, la hidrólisis enzimática de la oleuropeína presenta las ventajas de unas condiciones de reacción suaves y una menor contaminación ambiental. Liu et al. utilizaron celulasa como aditivo alimentario para romper los enlaces glicosídicos e hidrolizar la oleuropeína para obtener hidroxitirosol. Debido a la inestabilidad térmica de la celulasa, ésta no puede mantener una alta actividad de forma continua a la temperatura óptima de la enzima, lo que resulta en una baja eficiencia de la hidrólisis enzimática. Por lo tanto, estamos tratando de encontrar un nuevo disolvente verde para sustituir a la solución tampón, que pueda aumentar la solubilidad de la oleuropeína y mejorar la estabilidad de la celulasa en reacciones a largo plazo, mejorando así la eficiencia de la hidrólisis enzimática de la oleuropeína.
Los disolventes eutécticos profundos (DES) son mezclas homogéneas y transparentes formadas por agitación a alta temperatura de aceptores de enlaces de hidrógeno (HBA) y donantes de enlaces de hidrógeno (HBD), con puntos de fusión más bajos en comparación con los componentes individuales. Debido a sus excelentes propiedades físicas y químicas, como su baja inflamabilidad, baja volatilidad, fácil preparación, alta solubilidad y gran compatibilidad con las enzimas, el DES se utiliza cada vez más como extractante y solubilizante no tóxico. Lo más importante es que las enzimas son propensas a la desactivación en disolventes orgánicos, y el DES como disolvente puede evitar que se produzca este fenómeno. Esto también hace posible que el DES sustituya a los disolventes orgánicos e incube las celulasas. El DES compuesto de HBA y HBD naturales se denomina NADES, que es más seguro y ecológico que el DES convencional. El NADES ha recibido una amplia atención como disolvente ecológico en el campo de las reacciones catalizadas por enzimas. El NADES se ha aplicado con éxito en reacciones enzimáticas específicas, ejerciendo efectos favorables tanto en la actividad como en la estabilidad de las enzimas. Los resultados de estas investigaciones demuestran que el NADES tiene potencial para convertirse en un buen disolvente para la hidrólisis de oleuropeína por celulasa.
En este estudio se prepararon seis tipos de NADES utilizando cloruro de colina o betaína como HBA y diferentes tipos de polioles como HBD, y se investigaron sus efectos sobre la hidrólisis de oleuropeína por celulasa. Mediante la exploración de los efectos de los diferentes tipos y concentraciones de NADES y sus monómeros en la tasa de hidrólisis enzimática, se construyó un nuevo método eficiente y ecológico para la hidrólisis de oleuropeína por celulasa.

En este estudio se investigó el efecto de los NADES en la velocidad de hidrólisis de la oleuropeinasa añadiendo diferentes tipos y concentraciones de NADES a la solución tampón. Se comprobó que la selección del tipo y la concentración adecuados de NADES puede aumentar la estabilidad de la celulasa y favorecer la hidrólisis de la oleuropeinasa. En condiciones de temperatura de 50 ℃ y pH=5, la velocidad de hidrólisis de la oleuropeinasa en un sistema de disolventes 10% DES-5 (V/V) fue 1,7 veces superior a la de la solución tampón tras una hidrólisis de 3 horas; La velocidad de hidrólisis enzimática tras 36 horas de hidrólisis es 1,5 veces superior a la de la solución tampón; Sobre la base de unas condiciones de hidrólisis enzimática suaves, eficientes y respetuosas con el medio ambiente, este método hace posible que la celulasa hidrolice eficazmente la oleuropeína durante mucho tiempo. Este estudio utilizó cloruro de colina o betaína como HBA y polioles como HBD en NADES para mejorar la estabilidad de la celulasa y promover la hidrólisis de la oleuropeinasa, proporcionando una base científica para la preparación eficiente de productos de hidrólisis de oleuropeinasa.