Optimización simultánea de la producción de proteasa y biomasa de Pseudomona spp. mediante la Metodología de Superficie de Respuesta.

KOTLAR CATALINA; AGÜERO MARÍA VICTORIA; ROURA SARA INES

Buenos Aires

Congreso; XII Congreso Argentino de Microbiología; 2010

Asociación Argentina de Microbiología

Introducción: La optimización del medio de cultivo y condiciones de operación es una etapa crítica en el diseño de procesos de fermentación. Esto requiere evaluar primero cuáles son los factores que impactan significativamente sobre la variable de interés y, luego, determinar el nivel óptimo para cada uno de ellos. La técnica de superficie de respuesta (RSM) es una herramienta ampliamente utilizada para realizar estos estudios. En un trabajo previo a través de un diseño estadístico de Plackett-Burman se encontró que para la cepa Pseudomona spp. los factores que afectan el crecimiento microbiano (CREC) y la producción de proteasa (ACT) son diferentes: Temperatura (T), agitación (agit) y concentración de sal (NaCl) para la producción de proteasa; y T, concentración de glucosa (glu) y pH para el crecimiento microbiano. Objetivos: (1) Optimizar la producción de proteasa; (2) Optimizar el crecimiento microbiano; (3) Evaluar el comportamiento de la cepa en una fermentación bifásica (condiciones óptimas para CREC y luego óptimas para ACT).Materiales y Métodos: La cepa Pseudomona no classified fue aislada de repollo e identificada en CERELA (CONICET, Tucumán, Argentina). Las optimizaciones de ACT y de CREC se realizaron mediante la metodología RSM con diseño de Box-Benkhen. Se realizaron 15 corridas experimentales en las que cada uno de los factores se combinaron en diferentes niveles (alto, medio, bajo) dado por el diseño. Para cada corrida se midió ACT en unidades proteasa (PU) y CREC en OD a 600nm. A partir de los resultados para cada corrida, se ajustaron modelos polinomiales de 2do orden. Para el experimento bifásico, las células fueron incubadas primero en el medio óptimo para CREC y luego de 10 horas, se transfirieron a un medio óptimo para ACT. El estudio se realizó por triplicado. Se utilizó el software SAS para el análisis de los resultados.Resultados: Para ambas variables (CREC y ACT), se encontró una superficie acampanada con un máximo en función de los factores particulares para cada una. El ajuste de ambos modelos fue muy bueno, con valores de R2 de 0.94 y 0.97, respectivamente. El óptimo de CREC se encontró en T=25.29ºC, pH=7.45 y glu=3.35 g/L, con valores de CREC y ACT de 1.637OD y 0.1023PU, respectivamente. Por otra parte, la superficie para optimizar ACT presentó su máximo en T=20.07ºC, agit=47.61rpm y (NaCl)=2.07% w/v, con valores asociados de CREC y ACT de 0.8139OD y 0.1869PU, respectivamente. Finalmente, la fermentación bifásica no arrojó buenos resultados encontrándose menor ACT al final de la fermentación comparada con la fermentación en condiciones óptimas para ACT. Conclusiones: En este trabajo se aplicó RSM para optimizar diferentes variables relativas a una cepa de Pseudomona. La optimización ACT arrojó los mejores resultados ya que permitió la obtención de una máxima producción enzimática asociada a una baja producción de biomasa, dando valores relativos de ACT/CREM altos lo que resulta muy interesante desde un punto de vista industrial.