Descripción

BBG liderada por el Dr. Otero investiga la aplicación de biocatalizadores para desarrollar procesos selectivos de síntesis de productos químicos de aplicación en diferentes áreas: alimentos funcionales, nutracéuticos, química sostenible, biomedicina, farmacia, cosmética, biodiesel, química fina, etc.

________

El Grupo de Investigación de Biocatálisis y Bioenergía (BBG) pertenece al Instituto de Catálisis y Petroquímica, que forma parte del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), y es uno de los centros de investigación incluidos en el campo de la Química y las Tecnologías Químicas.
El grupo liderado por el Dr. Otero investiga la aplicación de biocatalizadores para desarrollar procesos industriales selectivos en diferentes áreas: alimentos funcionales, nutracéuticos, química sostenible, biomedicina, farmacéutica, cosmética, biodiesel, química fina, etc.

Para el desarrollo industrial de nuevos procesos biocatalíticos selectivos, BBG investiga enzimas inmovilizadas trabajando tanto en reactores discontinuos como continuos. Desde 1987, el grupo explota las ventajas de los bioprocesos catalizados con lipasa en agua y en presencia de disolventes orgánicos en los medios de reacción (selectividad, especificidad, etc.). BBG investiga la síntesis de compuestos utilizados como aditivos alimentarios o emulsionantes: mono-, di- y triacilglicéridos, y ésteres de ácidos grasos de monosacáridos, polioles, aminas, alfa-hidroxiácidos, biodiesel y fosfolípidos. El grupo cuenta con una amplia experiencia en la mayoría de las técnicas relevantes en el campo de la Biocatálisis: Metodología para la inmovilización/estabilización de enzimas, reacción e ingeniería de reactores. La caracterización química de los productos y el progreso de las reacciones enzimáticas son seguidos por TLC, HPLC, gas-líquido.
cromatografía, RMN y otros.

El laboratorio de BBG está integrado en la red de laboratorios de Madrid+D, realizando análisis de FAME, glicéridos, biodiesel según las directivas EN ISO 9001. Los métodos analíticos más utilizados en la caracterización de grasas y aceites de calidad alimentaria y biodiesel están certificados por AENOR (Agencia Nacional Europea de Normalización). Se determinan las FAME, la estabilidad oxidativa, la composición del aceite en términos de mono-, di y triacilglicerol, ácidos grasos libres, contenido de agua, densidad, viscosidad, contenido de grasa sólida, etc.

El grupo BBG ha establecido colaboraciones fructíferas con el Departamento de Química. Ingeniero de la Universidad de Wisconsin, del Instituto Tecnológico de Veracruz (México) y de la Universidad de Corea, y ha participado en diferentes programas internacionales (OTAN, EuropeanUnion, Royal Soc. of UK, Korean KOSEF, Romanian Academy of Sciences, etc.). BBG lidera consorcios científicos nacionales e internacionales para la evaluación y demostración de las propiedades funcionales de nuevas formulaciones de aceites para pacientes con obesidad, síndrome metabólico, diabetes, colesterol, hipertensión y cáncer, y para embarazadas, lactantes y ancianos.

BBG ha desarrollado un proceso de síntesis de biodiesel a partir de aceite de girasol. La optimización del proceso implica el diseño de nuevos catalizadores más eficientes en la reacción al alcoholismo, el diseño del reactor y la determinación de las condiciones operativas óptimas. BBGalso organiza cursos monográficos sobre síntesis y caracterización de biodiesel, métodos de caracterización de materiales, enzimas, biocatálisis, biotransformaciones y lípidos.

Líneas de investigación de BBG:

Preparación enzimática de grasas sin ácidos grasos trans: margarinas y otros

-Síntesis y caracterización de lípidos y fosfolípidos funcionales, lípidos ricos o no en ácidos grasos poliinsaturados o PUFA (omega-3, omega-6, CLA, etc).

– Síntesis y caracterización de biodiesel a partir de aceites vegetales, algas, etc.

-Síntesis y caracterización de emulsionantes derivados de aminas, monosacáridos y sorbitol.

-Síntesis de a-hidroxiácidos, oligosacáridos y otros

– Identificación y extracción de subproductos de la biomasa (antioxidantes, vitaminas, fosfolípidos, antimicrobianos, glicéridos, ácidos grasos, etc.).

– Caracterización de grasas, aceites y biodiesel según directivas europeas:

-Caracterización química (HPLC-masa, CG-masa, etc. para FAME, TAG, DAG, MAG, G, ácidos grasos libres, humedad por Karl Fisher, etc.)

-Caracterización física y funcional (reunión y perfiles de cristalización de grasas, estabilidad oxidativa (Rancimat), viscosidad, densidad, etc.).

_______________

Instalaciones y tecnologías disponibles en BBG

Extracción y purificación de enzimas

Determinación de actividades enzimáticas

Determinación de actividades y estabilidades de los biocatalizadores

Mejora del biocatalizador: Inmovilización y modificación de enzimas

Análisis de sustratos y productos según las directivas europeas

Extracción, Separación y Purificación de productos mediados o no de una biotransformación selectiva: productos no separables por métodos físicos como lípidos, fosfolípidos, antioxidantes, etc.

 

Procesos catalizados por enzimas (lipasasas, proteasas, celulasas, fosfolipasas). Puesta a punto otras por encargo. Ingeniería del medio, de la reacción, del biocatalizador y del reactor para el diseño de un proceso óptimo a medida de cada materia prima (pureza, origen, inhibidores, etc).

Optimización y Desarrollo de procesos (incluye escalado y diseños a escala piloto) de obtención de compuestos para química fina, aditivos alimentarios, emulgentes, antioxidantes, cosméticos, fármacos quirales, etc.

Procesos desarrollados/patentados por el BBG

Síntesis de selectiva de emulgentes de grado alimentario (derivados de monosacáridos y polioles)

Síntesis de grasas semisólidas libres de ácidos trans

Síntesis selectiva de lípidos estructurados (Light, ricos en PUFA tipo omega-3..)

Síntesis selectiva de fosfolípidos estructurados (Light, ricos en PUFA tipo omega-3..)

Producción de biodiesel a partir de aceites de 1ª y última generación. Dos procesos: en tanque agitado y sistema en continuo.

Caracterización química, física y funcional de todas las materias primas y todos los productos

Cromatografía de gases-masas, de líquidos-masas, RMN, IR, estabilidad oxidativa, perfiles de fusión y cristalización, plasticidad de grasas, viscosidad, contenido en agua por Karl Fisher, densidad, etc.

Caracterización de lípidos y biodiesel conforme a normativa europea (composición en FA, glicéridos, FAMEs y FAEEs, estabilidad oxidativa y acidez libre).

Con grupos colaboradores: Pruebas funcionales en animales y humanos (colesterol, diabetes, hipertensión, síndrome metabólico, cáncer, etc).

Personal

Otero Hernández, Cristina – Jefe de Grupo

Publicaciones

PROLONGATION OF SECONDARY DRYING STEP OF PHOSPHOLIPID LYOPHILIZATION GREATLY IMPROVES ACIDOLYSIS REACTIONS CATALYZED BY IMMOBILIZED LECITASE ULTRA

Year: 2020
Authors: Carlos Manuel Verdasco Martín, Roberto Fernandez-Lafuente, Cristina Otero Hernández
 Enzyme and Microbial Technology

Rapid and high yield production of phospholipids enriched in CLA via acidolysis: the critical role of the enzyme immobilization protocol

Year: 2019
Authors: Carlos Manuel Verdasco Martín, Roberto Fernandez-Lafuente, Cristina Otero Hernández
Food Chemistry

Selective synthesis of partial glycerides of conjugated linoleic acids via modulation of the catalytic properties of lipases by immobilization on different supports

Year: 2018
Authors: Carlos Manuel Verdasco Martín, Roberto Fernandez-Lafuente, Cristina Otero Hernández
FOOD CHEMISTRY

Optimization of the coating of octyl-CALB with ionic polymers to improve stability and decrease enzyme leakage

Year: 2018
Authors: Cristina Otero Hernández, Roberto Fernandez-Lafuente
Biocatalysis and Biotransformations

Patentes

Extracto acuoso con propiedades anti-hipertensivas, anti-hiperlipidémicas, anti-hipercolesterolémicas y antioxidantes.

2018

El CSIC ha desarrollado un método de extracción de biocomponentes de espirulina que poseen gran actividad anti-hipertensiva, anti-hiperlipidémica y antioxidante para su uso en la industria alimentaria, cosmética o farmacéutica.
Se buscan empresas interesadas en la licencia de la patente para el desarrollo de estos biocomponentes como productos comercializables.