ITPN   24979
INSTITUTO DE TECNOLOGIA EN POLIMEROS Y NANOTECNOLOGIA
Unidad Ejecutora - UE
congresos y reuniones científicas
Título:
Evaluación de la producción de nanocelulosa bacteriana en cultivo estático y agitado
Autor/es:
VAZQUEZ A.; FERNÁNDEZ CORUJO V.; FORESTI M.L.; CERRUTTI P
Lugar:
Quilmes
Reunión:
Jornada; 2° Jornada Nacional y 1° Regional de Bio-nanotecnología, Universidad Nacional de Quilmes; 2018
Institución organizadora:
UNQ
Resumen:
La nanocelulosa bacteriana (BC) es un polímero sintetizado por fermentación con diversos géneros de bacterias tales como Acetobacter, Azotobacter, Agrobacterium, Achromobacter, Aerobacter, Sarcina, Salmonella, Escherichia y Rhizobium. Se trata de un producto secretado extracelularmente formado por fibras de sección nanométrica y longitud micrométrica, libres de hemicelulosa, lignina y pectina que son componentes característicos de la celulosa vegetal. Debido a la alta pureza de la BC, se minimizan los procesos de purificación que implican altos costos ambientales y/o económicos. Existen dos formas de producir BC: a) cultivo estático, en donde se obtiene una membrana constituida por una red tridimensional de nanofibras que se forma en la interfaz aire-líquido y, b) cultivo agitado, en donde las nanofibras se agrupan en forma de pellets. La BC tiene un gran potencial en la industria alimentaria y ha sido clasificada como fibra dietética dentro de la categoría GRAS ("generalmente reconocido como seguro"), siendo capaz de actuar como aditivo estabilizante (helados), espesante y gelificante (condimentos); agente de suspensión (chocolatadas); aglutinante, modificador de textura y refuerzo (Tofu). Asimismo, puede funcionar como sustituto de la grasa o agente generador de volumen en alimentos de bajas calorías (hamburguesas, albóndigas, salchichas). La BC constituye también un material biodegradable de interés en la elaboración de envases para alimentos. Dada su estructura fibrilar es capaz de actuar como refuerzo en una matriz, aumentando su resistencia mecánica. En el presente trabajo se estudió la producción, productividad y morfología de BC obtenida mediante fermentación agitada y estática, a cortos tiempos de incubación en un medio de laboratorio (HS) y otro apto para producción a escala industrial (MG) formulado en base a macerado de maíz y glicerol. El microorganismo productor utilizado fue Gluconacetabacter xylinus NRRL B-42 (syn Komagataeibacter xylinus). En el cultivo agitado se analizó el efecto de la velocidad de agitación (entre 0 y 150 rpm) a dos tiempos de fermentación (48 y 72 h) sobre la BC obtenida a 28 °C. Mediante cultivo agitado se obtuvieron pellets de diferentes morfologías, incluyendo formas elipsoidales, estrelladas y esféricas con un rango aproximado de 1,5 a 2,6 mm de diámetro. La producción y la productividad máxima (95 mg / 100 ml y 1,3 mg /100 ml /h) se obtuvieron utilizando el medio MG en condiciones de agitación a 150 rpm y a un tiempo de fermentación de 72 h.En cultivo estático se obtuvieron membranas cuya masa y densidad reticular aumentó con el tiempo de fermentación. La producción y productividad máxima en estas condiciones se obtuvieron con el medio MG a 72 h (48,8 mg / 100ml y 0,68 mg / 100ml / h, respectivamente). Las producciones obtenidas a los dos tiempos de fermentación analizados fueron mayores en el medio MG con respecto al medio HS, bajo todas las condiciones de agitación estudiadas. Cabe recalcar además que a estos cortos tiempos de incubación, la producción de BC fue mayor en los sistemas agitados que en los estáticos, a igualdad del resto de las condiciones experimentales. Podemos concluir que estableciendo de manera sencilla parámetros básicos de fermentación tales como velocidad de agitación y tiempos de incubación, es posible obtener BC con distintas características adecuadas para su uso en alimentos, ya sea como aditivo o material de refuerzo.