Evaluación de la utilización de cáscara de limón como sustrato en cultivo sumergido para la producción de escleroglucano por Sclerotium rolfsii ATCC 201126

MONTES DE OCA CE; CASTILLO NA; VALDEZ AL; FARIÑA JI

Mar del Plata

Workshop; Biocomp. 1° Workshop. Polímeros Biodegradables y Biocompuestos; 2013

Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales (INTEMA); Facultad de Ingeniería, Universidad de Mar del Plata

Evaluación de la utilización de cáscara de limón como sustrato en cultivo sumergido para la producción de escleroglucano por Sclerotium rolfsii ATCC 201126   C. E. Montes de Oca1, N. A. Castillo1,2, A. E. Valdez1,2, J. I. Fariña1,3 1PROIMI-CONICET. Av. Belgrano y Caseros, T4001MVB (Tucumán), 2FBQF-UNT, 3FCEN-UNCa jifarina@yahoo.com Introducción El escleroglucano es un exopolisacárido (EPS) de glucosa con una cadena principal ß-1,3 y ramificaciones laterales del tipo ß-1,6 cada tres residuos centrales. Debido a sus propiedades físico-químicas, este biopolímero es potencialmente útil para las industrias petrolera, química, farmacéutica, cosmética, alimentaria y médica. Este polisacárido es producido en nuestro laboratorio por la cepa Sclerotium rolfsii ATCC 201126 bajo condiciones de cultivo sumergido, empleando diversos medios de cultivo definidos. En la provincia de Tucumán, la cáscara de cítricos es el principal subproducto generado por la industria citrícola. Constituye aproximadamente el 50% del peso fresco de la fruta y está constituido por 19-30% de azúcares libres, 20% de pectina y un 57% de fibra dietaria, lo que la convierte en una fuente interesante de nutrientes para el crecimiento de microorganismos. El objetivo de este trabajo fue determinar si S. rolfsii ATCC 201126 es capaz de producir escleroglucano en medios de cultivo conteniendo cáscara de limón como única fuente de carbono. Materiales y métodos Se realizó un estudio preliminar para determinar la producción de EPS por S. rolfsii ATCC 201126 a escala Erlenmeyer en dos medios líquidos, uno conteniendo 20 g/L de pectina y el otro con 20 g/L de pectina y 19,8 g/L glucosa, a 30°C y 250 rpm. Se tomaron muestras a distintos tiempos, hasta los 7 días. En cada muestra se determinó la producción de polímero y biomasa por gravimetría1. En el sobrenadante de filtración se determinó paralelamente la producción de escleroglucano por un método colorimétrico puesto a punto en nuestro laboratorio2, azúcares residuales (DNSA) y glucosa (Kit enzimático). Por último se evaluó la producción de EPS a escala Erlenmeyer en medios líquidos conteniendo 20 y 40 g/L de cáscara de limón molida o sin moler, a 30°C y 250 rpm. Se tomaron muestras a distintos tiempos durante 3 días. El polímero se cuantificó mediante el método colorimétrico citado, en sobrenadantes de cultivo con y sin tratamiento previo (24 y 48 h) con pectinasa. Resultados y Discusión El crecimiento de S. rolfsii fue mayor en el medio con pectina que en el medio pectina+glucosa, alcanzando a los 7 días ~20 y 16,7 g/L de biomasa, respectivamente. Este resultado sugirió que el hongo sería capaz de producir pectinasas capaces de degradar la pectina, generando así azúcares asimilables para el metabolismo. La producción de EPS fue mayor en los medios con pectina y glucosa (6,32 g/L) que con el medio que sólo contenía pectina (1,69 g/L). La mayor producción en el medio adicionado con glucosa podría deberse al consumo preferencial de este sustrato, ya que su concentración disminuyó notablemente. Los resultados obtenidos por el método colorimétrico (EPS soluble) en estas condiciones no fueron comparables a los gravimétricos (EPS precipitado), permitiendo sospechar interferencias producidas por la pectina soluble (sobreestimación por pectina). Así, para los ensayos realizados en medios con cáscara de limón como sustrato, la interferencia por pectina en la determinación de EPS pudo ser reducida con un pre-tratamiento de los sobrenadantes con pectinasa por 48 h. Utilizando este pre-tratamiento de los sobrenadantes pudo detectarse mayores valores de EPS con cáscara molida: 1,36 y 1,37 g EPS/L (para 20 y 40 g/L de cáscara, respectivamente) vs. cáscara sin moler: 0,38 y 1,31 g EPS/L (para 20 y 40 g/L de cáscara, respectivamente). La producción máxima de EPS se alcanzó a las 72 h en medios con 20 g/L, y a las 48 h en medios con 40 g/L de cáscara. Conclusión Sclerotium rolfsii es capaz de utilizar pectina como fuente de nutrientes para su crecimiento, lo que sugeriría la habilidad para producir pectinasas en presencia de este sustrato. Sclerotium rolfsii es capaz de producir escleroglucano tanto en medios con pectina como utilizando cáscara de limón, aunque los valores de EPS obtenidos son inferiores a los reportados para otros medios de cultivo tradicionales (ej. C = sacarosa, almidón). Referencias 1. Fariña J.I., Siñeriz F., Molina O.E. & Perotti N.I. (1998). High scleroglucan production by Sclerotium rolfsii: Influence of medium composition. Biotechnol. Lett., 20: 825-831. 2. Castillo A., Montes de Oca C., Valdez A., Fariña J.I. (2013) Adapted and optimized colorimetric method for the rapid on-line quantification of scleroglucan during a submerged fermentation process. Congreso SAMIGE 2013.