Escalamiento de un cultivo sumergido para la producción de enzimas quitosanolíticas de Lecanicillium lecanii Public Deposited
Lecanicillium lecanii es un hongo entomopatógeno capaz de utilizar quitina como única fuente de carbono para producir quitinasas en cultivos sumergidos y sólidos. De acuerdo a la revisión de literatura científica, no existen informes sobre la producción de quitosanasa de L. lecanii. Por lo tanto, el objetivo de este trabajo fue evaluar la capacidad de degradación del quitosano de L. lecanii mediante la producción de halos de hidrólisis con medio con quitosano como única fuente de carbono con grados de acetilación (GA) de 0.03, 5, 18 y 46.6%. Los halos de hidrólisis más grandes fueron observados con GA de 5%, que se seleccionó para cultivos sumergidos en matraz a 180 rpm, pH 6 y 25°C usando concentraciones de 5, 10 o 15 g L-1 de quitosano. La mayor actividad enzimática se obtuvo a las 144 h y 5 g L-1 (0.078 U mg-1). Posteriormente, los cultivos con 5 y 10 g L-1 se llevaron a cabo en un biorreactor de 3 L a 100 rpm, pH 6, 25° C y 1 vvm. La actividad enzimática se detectó desde las 72 h hasta las 168 h. La mayor actividad quitosanolítica del extracto enzimático crudo (EC) fue detectada a las 144 h en el cultivo con 5 g L-1 (0.210 U mL-1 y 0.152 U mg-1). La productividad de azúcares reductores y actividad enzimática de dicho cultivo fueron 9.38 y 4.18 veces mayores que las obtenidas en matraz. Además, los parámetros característicos de la reología del medio de cultivo se determinaron con números de Reynolds 273.9, potencia 3.1, aireación 0.18. Se demostró que L. lecanii es capaz de producir quitosanasas induciendo su producción mediante la adición de quitosano como única fuente de carbono en el medio de cultivo, aunque el crecimiento del hongo y la producción de azucares reductores fue ligeramente menor en los cultivos con 5 g L-1, la actividad enzimática obtenida fue superior, las mejores condiciones para las determinaciones de actividad fueron: quitosano GA~5% a pH 5.5, durante 15 min de reacción a 35 °C utilizando concentraciones ≥0.8% p v-1. Los parámetros cinéticos característicos de la enzima fueron Vmax= 0.033 μmol min-1 y km= 2.43 g L-1.
Lecanicillium lecanii is an entomopathogenic fungus able to use chitin as the sole carbon source to produce chitinases in submerged and solid-cultures. There are no reports to the best of our knowledge on L. lecanii chitosanase production. Therefore, the aim of this work was the evaluation of L. lecanii chitosan degrading capacity by the production of hydrolysis halos with added chitosan media (degrees of acetylation (DA) of 0.03, 5, 18, and 46.6%. The largest diameter of the hydrolysis halo was observed with DA=5, which was selected for further flask-submerged cultures at 180 rpm, pH 6, and 25°C using 5, 10, or 15 gL-1 concentrations of chitosan. The highest enzymatic activity was obtained at 144 h and 5 g L-1 (0.078 U mg- 1). Subsequently, cultures with 5 and 10 g L-1 were carried out in a 3 L-bioreactor at 100 rpm, pH 6, 25°C, and 1 vvm. The enzymatic activity was detected from 72 h to 168 h. The highest chitosanolytic activity of the crude enzyme (CE) was detected at 144 h in culture with 5 g L- 1 (0.210 U mL-1 & 0.152 U mg-1). The productivity of reducing sugars and enzymatic activity of this culture were 9.38 and 4.18 fold higher than obtained in flask. It was shown that L. lecanii is capable of producing chitosanases by inducing its production by adding chitosan as the only carbon source in the culture media, although the growth of the fungus and the production of reducing sugars was slightly lower in the cultures with 5 g L-1, the enzymatic activity obtained was higher, the best conditions for the activity determinations were: chitosan GA ~ 5% at pH 5.5, during 15 min of reaction at 35 ° C using concentrations ≥0.8% p v-1. The characteristic kinetic parameters of the enzyme were Vmax = 0.033 μmol min-1 and km = 2.43 g L-1
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