CONICET | Buscador de Institutos y Recursos Humanos

Introducción: Las frutas resultan de gran importancia en la industria alimenticia y poseen un gran número de consumidores a nivel global. La industria del procesado de frutas incluye aquellas responsables de la producción de jugos de frutas, frutas enlatadas, frutas congeladas, etc. Todas estas industrias conllevan a la generación de desechos, por ejemplo durante los procesos de selección, clasificación y hervido de frutas. Existen dos tipos de desechos, los primeros son residuos sólidos como cáscara y piel, semillas, etc.; los segundos son residuos líquidos de jugos y agua de lavado. Estos tipos de desechos pueden generar serios problemas ambientales y de disposición final. Existe un interés creciente a lo largo de todo el mundo acerca de la utilización eficiente de los residuos agroindustriales que pueden ser bioconvertidos en diferentes productos con alto valor agregado. La pectina forma parte de la pared celular primaria de diferentes frutas, y su función es estabilizar a las microfibrillas de celulosa, así como a otros polímeros y proteínas. Las pectinasas son un grupo de enzimas de diversos tipos encargadas de degradar a la pectina hasta sus compuestos monoméricos elementales. Estas pectinasas son producidas por varios hongos entre las que las del género Aspergillus han sido encontrados como una muy buena alternativa para la producción. Aspergillus sojae ATCC 20235, un hongo filamentoso que ha sido extensamente utilizado en Japón para la producción de koji, produce actividad pectinolítica cuando crece en medios con residuos vegetales como única fuente de carbono y energía. Para el desarrollo de cualquier proceso fermentativo industrial la optimización del medio de cultivo es de vital importancia ya que la producción de metabolitos y crecimiento fúngico son fuertemente influenciadas por la composición del medio de cultivo. En el presente trabajo se estudió la expresión de poligalacturonasas por A. sojae en medios conteniendo pomaza de damasco y (NH4)2SO4. Metodología: 1. Cultivos Batch en Erlenmeyer: Se realizaron ensayos de optimización de medios de cultivo conteniendo pomasa de damasco como fuente de carbono y energía y (NH4)2SO4 como fuente de nitrógeno. 2. Cultivos Batch en Biorreactor: Se realizaron cultivos batch de A. sojae en biorreactor de 5 litros modificando las variables operacionales como agitación y aireación de medios de cultivo conteniendo mezcla de cáscara de naranja y pomasa de damasco. 3. Analítica de los cultivos 3.1 Azúcares totales: Se determinaron azúcares por método colorimétrico del fenol-sulfúrico. 3.2 Azúcares reductores: Los azúcares reductores fueron estimados a través de la técnica de Somogyi-Nelson 3.3. Actividad PGasa: Se determinó actividad poligalacturonasa de sobrenadante de cultivos de A. sojae. La actividad se determinó midiendo la aparición de poder reductor a través del método de Somogyi-Nelson usando ácido poligalacturónico como sustrato en buffer cítrico/fosfórico a pH 5. Resultados y Conclusiones El diseño estadístico de Dohelert para la optimización de medios de cultivo fue utilizado para determinar la combinación óptima de pomasa de damasco y sulfato de amonio. Se realizaron superficies de respuesta para distintos tiempos de cultivo, luego de 122 hs de iniciado el cultivo se registraron los máximos valores de Actividad PGasa, obteniéndose valores de actividad de 84U.ml-1 (Fig. 1) sin el agregado de sulfato de amonio. Los valores de actividad en medio líquido resultaron relativamente altos, permitiendo seleccionar al residuo pomasa de damasco como un sustrato capaz de ser utilizado para la producción de enzima. Fig. 1 Efecto de la concentración de pomasa y (NH4)2SO4 sobre la actividad enzimática Cultivos batch en biorreactor fueron llevados a cabo utilizando cáscara de naranja (un sustrato capaz de inducir la producción de poligalacturonasas) y pomasa de damasco. De acuerdo a datos previos (resultados no mostrados) se utilizó una concentración de azúcares totales de 21g.l-1, de los cuales 2/3 fueron aportados por cáscara de naranja y el tercio restante por pomasa de damasco. Se analizaron las variantes mostradas en la Tabla 1. Reactor Velocidad de Agitación Aireación Agitación y Aireación inicial 1 cascada 1VVM 300rpm/1VVM 2 600rpm cascada 600rpm/0.1VVM 3 600rpm 1VVM constante Tabla 1. Parámetros operativos de cultivos batch en biorreactor Los mejores resultados se obtuvieron bajo las condiciones operativas del reactor 2 (Tabla 1), alcanzándose valores de actividad enzimática cercanos a las 400U.ml-1 (Fig.2), mientras que para las condiciones 1 y 3 se obtuvieron 250U.ml-1 y 120U.ml-1 respectivamente. Estos resultados indican que las variables operativas influyen de manera significativa en la producción de la enzima PGasa. Asimismo se encontró una condición de alta producción enzimática. Fig.2 Actividad enzimática y consumo de fuente de carbono por parte de A. so