Influence of nitrogen availability on fructans production by Gluconacetobacter diazotrophicus

MOLINARI M L; CRESPO J M; LUNA M F; BOIARDI J L

Universidad Nacional de Rosario, Rosario, Santa Fe, Argentina

Congreso; V CONGRESO ARGENTINO DE MICROBIOLOGIA GENERAL; 2008

Sociedad Argentina de Microbiología General (SAMIGE)

<!-- /* Style Definitions */ p.MsoNormal, li.MsoNormal, div.MsoNormal {mso-style-parent:""; margin:0cm; margin-bottom:.0001pt; mso-pagination:widow-orphan; font-size:12.0pt; font-family:"Times New Roman"; mso-fareast-font-family:"Times New Roman"; mso-ansi-language:EN-US;} @page Section1 {size:612.0pt 792.0pt; margin:70.85pt 3.0cm 70.85pt 3.0cm; mso-header-margin:36.0pt; mso-footer-margin:36.0pt; mso-paper-source:0;} div.Section1 {page:Section1;} -->   La industria alimenticia está mostrando especial interés en la producción de alimentos funcionales. En este grupo de alimentos se incluye a los probióticos y los prebióticos. Estos últimos son considerados ingredientes alimentarios no digeribles que benefician al consumidor por estimular la colonización y la actividad de las bifidobacterias en el intestino. Los polímeros de fructosilos (fructanos) son reportados como prebióticos, ya que son compuestos no digeribles, libres de calorías y con sabor dulce. Estos polímeros son sintetizados tanto por plantas (inulina) como por microorganismos (fructooligosacáridos y levanos). Gluconacetobacter diazotrophicus produce una enzima extracelular con función levansacarasa, LsdA, responsable de la producción de fructanos en el sobrenadante de los cultivos de este microorganismo, a partir de sacarosa. La LsdA bacteriana cataliza la hidrólisis de la sacarosa, la transferencia del residuo fructosilo de la sacarosa a las moléculas aceptoras (agua, sacarosa, levano o glucosa). Teniendo en cuenta el potencial interés industrial en la producción de esta enzima para la obtención de fructanos, en este trabajo se estudió cómo la variación de la fuente de nitrógeno disponible en el cultivo, frente al constante aporte de sacarosa (fuente de carbono y energía), varía la actividad enzimática y la producción de fructanos. Con este objetivo hemos realizado cultivos batch de G. diazotrophicus PAL5 en un reactor LH con un volumen de trabajo de 1.7 l y pH controlado a 6.0. Utilizando 20 g.l-1 de sacarosa como fuente de carbono y energía, y diferentes condiciones de (NH4)2SO4 como fuente de nitrógeno: i) 0.132 g.l-1 de (NH4)2SO4, condición que favorece la fijación biológica de nitrógeno (FBN) por G. diazotrophicus; ii) 3.0 g.l-1 de (NH4)2SO4 que se consideró como condición estándar; iii) 6.0 g.l-1 de (NH4)2SO4 que se consideró como condición de exceso de fuente de nitrógeno y iv) 6.0 g.l-1 de (NH4)2SO4 enriquecido con 3.0 g.l-1 de extracto de levaduras, considerada como condición de exceso de fuente de nitrógeno y amplia disponibilidad de aminoácidos. Bajo estas condiciones se observó que la biomasa obtenida sólo se modifica significativamente para la condición de FBN ya que este estadío metabólico requiere un alto aporte de energía por parte del microorganismo fijador. En esta misma condición se ve un aumento en la actividad enzimática de levansacarasa, que también se traduce en un aumento en la producción de polisacárido, obteniéndose un 17 % p/p de transformación de sacarosa inicial en levano producido.