Optimización de la bioconversión de xilosa en xilitol en escala industrial

MONASTERIO, R.P.; PATTACINI, S.; LORDA, G. S.; PASTOR, M.D.

Congreso; IV Congreso de la Sociedad Argentina de Microbiología General; 2007

Sociedad Argentina de Microbiología General

El xilitol es un azúcar alcohol no calórico importante para la industria alimenticia y farmacéutica. Este polialcohol tiene propiedades anticarigénicas y además puede ser suministrado a personas diabéticas. Se utiliza fundamentalmente para la fabricación de golosinas y dentífricos. Las levaduras, especialmente las del género Candida, son las que bioconvierten xilosa en xilitol. Este bioproceso depende de variables de operación tales como: pH, nivel de oxigenación, temperatura, concentración de los constituyentes del medio de cultivo, etc. El objetivo de este trabajo es seleccionar cepas de levaduras productoras de xilitol, teniendo en cuenta fundamentalmente, las condiciones de operación, los valores de rendimiento y productividad. Se utilizaron las siguientes cepas de levaduras: Debaryomyces hansenii NRRL Y-7426, Candida parapsilosis NRRL Y-12969, Candida guilliermondii NRRL Y-2075, Candida boidinii NRRL Y-2332, Candida tropicalis NRRL Y-12968. En fermentaciones en pequeña escala, usando medios inóculos, se determinó la concentración de biomasa mediante peso seco y Nº de células/mL utilizando la cámara de Neubauer en el microscopio, además se midió la evolución del pH y de las concentraciones de xilosa y de xilitol durante el tiempo del proceso. Se optimizaron diferentes métodos analíticos: xilosa, DNS (azúcares reductores-dinitrosalicílico-espectrofotómetro); xilosa y xilitol, mediante el uso del HPLC: columna LiChrosarb-NH2, 5 µm, 200 x 46 mm, detector IR; se varió la polaridad de la fase móvil, mediante la variación de la concentración de acetonitrilo y de agua, también se estudió el efecto del pH, del caudal del flujo y de la concentración de las muestras detectables. En los ensayos realizados se determinó que las 5 cepas resultaron ser de crecimiento rápido. Los mayores valores de peso seco en g/L y de células/mL se observaron en C. guilliermondii (20,09; 5,07 x 109), C. tropicalis (6,27; 1,91 x 109) y C. parapsilosis (2,85; 2,53 X 108) a las 40; 20 y 40 horas de fermentación, respectivamente. En la observación microscópica pudo verse claramente la diferencia morfológica del género Candida con el género Debaryomyces. Las del género Candida son de forma alargada, mientras que las del género Debaryomyces son más esféricas. En cuanto al tamaño no hay diferencias. Mientras que hansenii fue la de menor desarrollo de biomasa con un valor máximo de 1,67 g/L y 7,50 x 1010 células/mL a las 28 horas. En el caso del pH se observó que las 4 levaduras del género Candida acidificaron en mayor medida que la del género Debaryomyces. Los valores de pH alcanzados al final fueron entre 2,5-3,0. Del análisis de las diferentes curvas de crecimiento se determinó, la velocidad específica de crecimiento (µ), calculada entre el tiempo cero y tiempo en donde se registró el máximo Nº de microorganismos se obtuvieron los valores C. boidinii, 0,24; D. hansenii, guillermondii, C. tropicalis, 0,27.