Crecimiento de Wickerhamomyces anomalus y producción de una poligalacturonasa mediante cultivo batch a escala biorreactor

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

Rosario

Congreso; IV Congreso Internacional de Ciencia y Tecnología de los Alimentos; 2012

Ministerio de Ciencia y Tecnología de la Provincia de Córdoba

Las enzimas pécticas constituyen un grupo heterogéneo de enzimas extracelulares capaces de hidrolizar sustancias pécticas. Una levadura autóctona, aislada en la Provincia de Misiones e identificada como Wickerhamomyces anomalus, produce al crecer en medio líquido, una endopoligalacturonasa (endo-PG) con capacidad macerante de tejidos vegetales. La maceración enzimática es muy utilizada en la industria alimenticia para la elaboración de alimentos no convencionales destinados a bebés y gerontes. La potencial aplicación industrial de esta enzima, justifica la realización de estudios relacionados con su producción a mayor escala, encaminados a aumentar su productividad. En el presente trabajo se evaluó la producción de la enzima PG por W. anomalus en un medio sintético, a escala biorreactor, operado en sistema tipo batch y se determinaron los parámetros cinéticos y estequiométricos del crecimiento de la levadura. 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) como fuente de carbono y energía, pectina de citrus (5 g/L) como inductor y sulfato de amonio (3 g/L), como fuente de nitrógeno, a 30 °C, con agitación (500 rpm) y aireación (2,8 L/min). El transcurso del proceso fermentativo se siguió por medidas de biomasa por peso seco, glucosa residual mediante kit enzimático y actividad PG por determinación de grupos reductores mediante el método del DNS. Se realizaron medidas del contenido en O2 y CO2 de los gases de salida del reactor. El crecimiento de W. anomalus, mediante cultivo batch, se desarrolló con una velocidad de crecimiento máxima (μm) de 0,337 h-1, alcanzando una concentración final de biomasa de 4,37 g/L, con un rendimiento (Yx/s) de 0,401 gx/gs en base a glucosa. La producción de PG comenzó a las 2 h, obteniéndose al finalizar el cultivo, un valor de actividad PG de 84 UE/mL. Se observó una directa relación entre el crecimiento de la levadura y la expresión de la enzima. La actividad específica obtenida fue de 1,91.104 UE/gbiomasa y la productividad de 9.301 UE/L.h. El cociente respiratorio fue cercano a 1 durante todo el tiempo de fermentación, valor razonable para un metabolismo completamente respiratorio. Los resultados obtenidos en los balances de carbono y grado de reducción, indicaron que, en las condiciones de crecimiento, no hubo generación de ningún producto carbonado diferente a la biomasa y CO2. El cultivo batch resultó ser una buena alternativa para la producción de PG por W. anomalus, obteniéndose un extracto enzimático con elevada actividad enzimática y productividad, en un medio de cultivo sintético y de bajo costo.