Parámetros cinéticos y estequiométricos de un cultivo de Wickerhamomyces anomalus en un medio sintético con urea como fuente de nitrógeno

MARTOS, M.A.; BUTIUK, A.P.; ZUBRESKI, E.R.; ROJAS, N.L.; HOURS, R.A.

Rosario

Congreso; XIV Congreso Argentino de Ciencia y Tecnología de Alimentos (XIV CYTAL); 2013

Asociación Argentina de Tecnólogos Alimentarios (AATA)

W. anomalus, una levadura aislada de frutas cítricas en la provincia de Misiones, Argentina, produce una poligalacturonasa (endo-PG) con capacidad macerante de tejidos vegetales. La maceración es un proceso empleado en la industria alimentaria para la obtención de alimentos destinados a niños y adultos mayores. En estudios previos se evaluó el crecimiento de W. anomalus y la producción de la enzima PG, mediante cultivo batch a escala biorreactor, en un medio de cultivo sintético que contenía (NH4)2SO4 como fuente de nitrógeno, a los efectos de obtener los datos cinéticos necesarios para el diseño posterior de un cultivo Batch Alimentado (BA). En esas condiciones se obtuvieron sobrenadantes con elevada actividad PG, pero el pH del medio disminuyó continuamente en el transcurso del proceso fermentativo desde 5,0 hasta valores cercanos a 2,0. Considerando que la enzima es inestable a estos bajos valores de pH el presente trabajo tuvo como objetivo evaluar los datos cinéticos y estequiométricos del crecimiento de W. anomalus y la producción de PG mediante cultivo batch, utilizando urea como FN. Los cultivos se realizaron en un biorreactor de 4 L de capacidad, conteniendo 3 L de un medio compuesto por sales, vitaminas, aminoácidos, glucosa (10 g/L), pectina de citrus (5 g/L) y urea (1,4 g/L equivalente a 0,64 gN/L), a 30 °C, con agitación (500 rpm) y aireación (2,3 L/min). El transcurso del proceso fermentativo se siguió por medidas de biomasa, glucosa residual y actividad PG. Se realizaron medidas del contenido en O2 y CO2 de los gases de salida del reactor. El crecimiento de W. anomalus, se desarrolló con una velocidad de crecimiento máxima (μm) de 0,147 h-1, alcanzando una concentración final de biomasa de 3,46 g/L y un rendimiento (Yx/s) de 0,317 gx/gs en base a glucosa. La actividad PG obtenida fue de 73,4 ± 0,87 UE/mL, observándose una directa relación entre el crecimiento de la levadura y la expresión de la enzima. La actividad específica fue de 2,12 × 104 ± 251 UE/gbiomasa y la productividad de 6.674 ± 69 UE/L.h. El cociente respiratorio fue cercano a 1 durante todo el tiempo de fermentación, valor razonable para un metabolismo completamente respiratorio. El pH del medio, se mantuvo en valores cercanos a 4,0 en el transcurso del proceso fermentativo. Los datos cinéticos obtenidos en este estudio fueron utilizados para el diseño de un cultivo BA, considerando que la utilización de urea como fuente de nitrógeno permitió que el pH del medio se mantuviera en un valor constante y dentro del rango de estabilidad de la enzima.