CINDEFI   05381
CENTRO DE INVESTIGACION Y DESARROLLO EN FERMENTACIONES INDUSTRIALES
Unidad Ejecutora - UE
congresos y reuniones científicas
Título:
Produccion de poligalacturonasa por Aspergillus sojae en biorreactor de tanque agitado utilizando cascaras de soja
Autor/es:
ACOSTA, MARINA ALEJANDRA; FRATEBIANCHI DE LA PARRA, DANTE; CAVALITTO, S. F.
Lugar:
Puerto Vallarta
Reunión:
Congreso; XVII Congreso Nacional de Biotecnología y Bioingeniería; 2017
Institución organizadora:
Sociedad Mexicana de Biotecnología y Bioingenieria
Resumen:
Introducción. Las pectinasas son enzimas encargadas de degradar la pectina que se utilizan para extraer y clarificar zumos de fruta y macerar tejidos vegetales para producción de pulpas (1), entre otras aplicaciones. La cáscara de soja es un subproducto resultante del procesamiento del poroto para la obtención de aceite y productos proteicos, el cual carece de gran valor comercial y se destina fundamentalmente a alimentación de rumiantes. A diferencia de otros subproductos de plantas, la cáscara de soja contiene cantidades apreciables de pectina (6-15 %) y se encuentra muy poco lignificada (3%) (2), lo que la hace un sustrato interesante para la producción de pectinasas. Aspergillus sojae es un hongo filamentoso de importancia industrial, capaz de producir niveles elevados de poligalacturonasas utilizando residuos agroindustriales (3).El objetivo de este trabajo fue escalar la producción de poligalacturonasas por A. sojae a biorreactores de tanque agitado, utilizando un medio de cultivo y condiciones ya optimizadas mediante estudios en erlenmeyer. Metodología. Los cultivos se realizaron en un biorreactor de 2,5 L con 1,5 L de volumen de trabajo, utilizando un medio de cultivo compuesto de MgSO4?7H2O (1 g/L), CaCl2?2H2O (0,1 g/L), KH2PO4 (1 g/L), (NH4)2SO4 (7 g/L) y cáscaras de soja pulverizadas (30 g/L); el pH inicial se ajustó a 2,6. Los biorreactores se inocularon con conidios, y se operaron a 30° C durante 10 días. Un primer cultivo se realizó, por duplicado, a 0,6 vvm y 450 rpm. Para la segunda condición, las concentraciones del medio de cultivo se duplicaron, y el biorreactor se operó a 0,6 vvm mientras que la agitación se modificó automáticamente según el porcentaje de O2 disuelto (% OD). Periódicamente se tomaron muestras del biorreactor, se centrifugaron, y a los sobrenadantes obtenidos se les determinó actividad poligalacturonasa (PGasa) por medida de la liberación de grupos reductores siguiendo el método de Somogyi-Nelson y utilizando ácido poligalacturónico como sustrato; también se determinó la concentración de azúcares reductores.Resultados. En el primer cultivo, durante las primeras horas el valor del % OD fue disminuyendo exponencialmente hasta las 26,5 hs, momento en el cual se evidenció un salto de 21 % a 60 % que coincidió con un descenso abrupto en la presión parcial de CO2 a la salida del biorreactor. De aquí al final del cultivo el O2 disuelto fue incrementando lentamente hasta llegar a valores cercanos al 100 %. Este comportamiento es consistente con un consumo por A. sojae primeramente de los azúcares solubles presentes debido a la esterilización del medio de cultivo. Una vez agotada esta fuente de carbono fácilmente asimilable, el microorganismo comienza a alimentarse de las partículas de cáscara de soja suspendidas en el caldo, lo cual se condice con el incremento en azúcares reductores solubles del medio evidenciado entre las 27 y las 44 hs. La producción de actividad PGasa fue nula hasta depleción total de los azúcares solubles iniciales y llegó al máximo a las 240 hs, obteniéndose 42 U/ml, lo cual representó un incremento del 22 % respecto a la producción acumulada a las 144 hs.Respecto al cultivo realizado duplicando la concentración de los componentes del medio, pasadas 72 hs la agitación, llegó al máximo fijado (800 rpm) y el OD, mantenido desde las 24 hs en 15 % a expensas de la agitación mecánica, disminuyó gradualmente hasta llegar a 0 % cercanas 144 hs de cultivo. La actividad PGasa obtenida a las 240 hs fue de 61 U/ml, lo cual representa un 50 % del valor esperado.Conclusiones. Se logró obtener rendimientos similares de producción de PGasa por A. sojae en cultivos en biorreactor de tanque agitado respecto de los obtenidos en erlenmeyer. Actualmente se están estudiando otras configuraciones de agitadores (tipo de paleta, posición) que permitan, duplicando la concentración de componentes del medio, mantener el rendimiento por gramo de cáscara de soja.