Evaluación del efecto de las fuentes de nitrógeno y estrategias de oxigenación sobre la formación de biomasa y ácido succínico durante la fermentación por lotes de C. glutamicum empleando hidrolizado de cáscaras de chontaduro.

Abstract

La producción de ácido succínico a partir de la acción metabólica de C. glutamicum empleando como fuente de carbono los azúcares simples provenientes del aprovechamiento de las cáscaras de chontaduro, lo hemos planteado como un elemento de un esquema de biorrefinamiento de este residuo agroindustrial propio del Valle del Cauca. En el departamento de Ingeniería Bioquímica de la Universidad Icesi se han desarrollado investigaciones orientadas a la validación de este esquema, no obstante, este bioproceso presenta restricciones cinéticas en la etapa de producción de biomasa bacteriana debido a los altos requerimientos de oxígeno del microorganismo, así mismo, los rendimientos asociados a la producción de ácido succínico resultan ser muy bajos comparados con los obtenidos de ácido láctico. Por ello, en este estudio se evaluó sulfato de amonio, extracto de levadura e hidrolizado del gluten del maíz llamado Nutribrew 5050® como fuentes de nitrógeno en el crecimiento de C. glutamicum realizando monitoreo de la actividad respiratoria para cada una de las formulaciones de medio. Posterior a este proceso se estudiaron dos estrategias de oxigenación del medio de cultivo para la etapa de bioaumentación y la adición de bicarbonato de sodio para aumentar los rendimientos de ácido succínico en una segunda etapa. Así pues, se concluyó que el medio que presentaba mejor desempeño en el crecimiento del microorganismo estaba compuesto por las tres fuentes de nitrógeno usadas con un aporte igualitario de este nutriente, también se encontró que la oxigenación del medio a través de una estrategia de pulsos contribuyó a evitar la limitación del oxígeno bajo las condiciones evaluadas, obteniendo un rendimiento máximo de biomasa (X) base sustrato (glucosa, G) (Yxg) de 0.53 g/g. A su vez, con una concentración de 12 g/L de bicarbonato de sodio se obtienen rendimientos de ácido succínico y láctico base glucosa de 0.06 y 0.38 gramos del ácido por gramo de glucosa respectivamente. Esto demuestra que se puede fijar carbono, pero prevalece la formación de ácido láctico sobre el ácido succínico.