Efluente derivado de la producción de concentrados de proteína de soja para la obtención de biomasa de Lacticaseibacillus paracasei 90

BERET MV; GUILLERMO PERALTA; SÁNCHEZ R; VERA CANDIOTI L; VERÓNICA WOLF; ERICA HYNES; BERGAMINI CARINA

Jornada; VI Jornadas de Ciencia y Tecnología de la Facultad Ciencias Agrarias; 2021

Las bacterias lácticas empleadas como fermentos presentan requerimientos nutricionales complejos que deben ser cubiertos por medios de cultivo enriquecidos en numerosos componentes, lo cual los transforma en uno de los insumos más costosos a la hora de producir fermentos a escala industrial (Teuskin y Smid, 2006). En los últimos años, el aprovechamiento de residuos de la industria agroalimentaria ha cobrado relevancia para su uso en la formulación de medios de crecimiento. Particularmente, el residuo líquido generado en el proceso de obtención de concentrados de proteína de soja contiene carbohidratos fermentables (sacarosa, estaquiosa y rafinosa) y minerales que podrían ser aprovechados para el desarrollo de biomasa de bacterias lácticas (Coghetto et al., 2016). El objetivo de este trabajo fue maximizar la producción de biomasa de Lacticaseibacillus paracasei 90 (L90) en tres medios de cultivo formulados a partir de un efluente derivado de la producción de concentrados de proteína de soja, evaluando el efecto de la composición de los medios en el crecimiento de la cepa. El material de partida empleado fue harina de soja desgrasada, la cual se sometió a un procesamiento similar al utilizado para la obtención de concentrados proteicos (Wang et al., 2004). El residuo líquido de este proceso es un extracto acuoso que fue empleado como medio de cultivo base (MB) para el crecimiento de L90. A partir del MB se formularon tres medios de crecimiento distintos. Para definir la composición de cada medio que maximizara la producción de biomasa de L90 se utilizaron diseños experimentales de tipo central compuesto fraccionado para cada caso, donde los factores estudiados fueron glucosa, lactosa (permeado de suero de queso, 86% p/p de lactosa), extracto de levadura, MgSO4 y MnSO4. La principal diferencia entre los diseños experimentales fue la fuente de carbono adicionada; de esta forma se evaluó el efecto de la glucosa en el diseño 1 (D1), de la lactosa en el diseño 2 (D2) y no se incorporó ninguna fuente de carbono externa en el diseño 3 (D3), mientras que los tres diseños tuvieron extracto de levadura, MnSO4 como factores. Se analizaron estadísticamente los resultados aportados por los diseños experimentales (producción de biomasa evaluada mediante recuentos en placa y peso seco de las células), y se aplicó la metodología de superficie de respuesta para hallar las formulaciones optimizadas de los medios de cultivo M1, M2 y M3, derivados de D1, D2 y D3, respectivamente. Para validar los modelos obtenidos, los medios optimizados y MB fueron preparados por triplicado, inoculados con L90 (2% v/v) e incubados por 24h a 34°C. La producción de biomasa fue evaluada mediante recuentos en placa en medio MRS agarizado y mediciones del peso seco por método gravimétrico. También se efectuaron los mismos análisis en cultivos desarrollados en el medio comercial MRS. Además, se analizó el contenido de minerales y elementos traza mediante espectrometría de masas por plasma acoplado inductivamente (ICP-MS) para estudiar el contenido de minerales provenientes del extracto acuoso de la harina de soja, y particularmente la concentración de Mg y Mn en los medios optimizados y en MRS. En el MB la cepa L90 alcanzó niveles de 8,96 log UFC/mL y de 0,38 g/L de peso seco. En los medios optimizados los recuentos fueron mayores a 9 log UFC/mL en todos los casos, resultados que responden a los requerimientos de la industria de fermentos. En cuanto al peso seco los resultados fueron significativamente mayores a los del MB y difirieron entre los distintos medios, ya que M1 y M2 presentaron mayores niveles que M3, mientras que MRS superó a los tres medios optimizados (p