Cultivo por lote de Wickerhamomyces anomalus en un biorreactor a escala laboratorio para la producción de una poligalacturonasa

Abstract

Wickerhamomyces anomalus, una levadura aislada de frutas cítricas en la provincia de Misiones, Argentina, produce una poligalacturonasa (endo-PG) con capacidad macerante de tejidos vegetales. El objetivo del presente trabajo fue determinar los parámetros cinéticos y estequiométricos del crecimiento de W. anomalus y la producción de la enzima poligalacturonasa en un medio de cultivo sintético, operado en sistema por lote, en un biorreactor a escala laboratorio. Los cultivos se realizaron en un biorreactor de 4 l que contenía 3 l de un medio sintético compuesto por glucosa, pectina de citrus, vitaminas, aminoácidos, sulfato de amonio y sales, y se incubaron con agitación y aireación, a 30 °C durante 12 h. El transcurso del proceso fermentativo se siguió por medidas de biomasa, glucosa residual, actividad poligalacturonasa y contenido de O2 y CO2 de los gases a la salida del reactor. La velocidad específica de crecimiento máxima (μm) de W. anomalus fue de 0,337 h-1 y el rendimiento de biomasa producida (Yx/s) de 0,401 gx/gs. Al finalizar el cultivo, la actividad PG en el sobrenadante fue de PG de ~ 83,7 UE/ml. La actividad específica y la productividad obtenidas fueron de ~ 1,91. 104 UE/gx y ~ 9.301 UE/l.h, respectivamente. El cociente respiratorio fue cercano a 1 durante el proceso fermentativo. No se formó ningún otro producto, además de biomasa y CO2. El cultivo por lote resultó ser una buena alternativa para la producción de PG a partir de W. anomalus, obteniéndose un extracto con elevada actividad enzimática, en un medio de cultivo sintético y de bajo costo.

Wickerhamomyces anomalus, a yeast isolated from citrus fruit peels in the province of Misiones, Argentina, produces a polygalacturonase (endo-PG) with maceration activity of vegetable tissues. The objective of the present work was to determine kinetic and stoichiometric parameters of W. anomalus growth and polygalacturonase production in a synthetic culture medium, operating in a batch-type bioreactor at laboratory scale. Cultures were performed in a bioreactor of 4 l, containing 3 l of a synthetic medium composed of glucose, citrus pectin, vitamins, amino acids, ammonium sulfate and salts, and were incubated with agitation (450 rpm) and aeration at 30 °C, during 12 h. The course of the fermentation process was followed by measuring biomass, residual glucose, polygalacturonase activity and O2 and CO2 content of outlet gases from the reactor. The maximum specific growth rate (μm) of W. anomalus was 0.337 h-1 and the biomass yield (Yx/s) was 0.40 gx/gs. At the end of the culture, PG activity in the supernatant was ~84 UE/ml. The specific activity and the productivity obtained were ~1.91 104 UE/gx and ~9,301 UE/l.h, respectively. Respiratory quotient was approximately 1.0 throughout the fermentation process. No other product different from biomass and CO2 was detected. Batch culture could be an adequate alternative for the production of polygalacturonase from W. anomalus and an extract with high enzymatic activity using a synthetic and economic culture medium could be obtained.