Optimización de la producción de lipasas de Rhizopus homothallicus por fermentación en medio sólido Público Deposited

Las lipasas son enzimas ampliamente utilizadas en procesos biotecnológicos; especialmente en industrias alimenticias, farmacéuticas, cosméticas, detergentes, entre otras. Estas son producidas principalmente por bacterias, levaduras y hongos, ya sea por fermentación en medio sólido o en medio líquido. Dentro de los hongos, el género Rhizopus produce estas enzimas con alto interés industrial. En este trabajo se optimizó la producción de lipasas con Rhizopus homothallicus por fermentación en medio sólido. En una primera etapa, se evaluó la edad del inóculo, decidiendo utilizar inóculo con 7 días de cultivo. Posteriormente, a partir de 2 medios basales; se seleccionó el medio de cultivo con mayor actividad lipolítica (15.52 U/g ssf) en 20 h de fermentación, lo que permitió definir las condiciones de extracción de la enzima a partir de agua, buffer Tris-HCl y los detergentes NLS y tritón X-100. El uso de estos 2 últimos a una concentración de 0.16% (p/v) permitió un incremento en la actividad enzimática de tan solo 10% comparado con el buffer; por lo se decidió usar el buffer Tris-HCl manteniendo una relación 1:100 (p/v) y en otros casos 9:100 (p/v) como agente de extracción. Para la etapa de optimización, se realizó la metodología de superficie de respuesta iniciando con una etapa de cribado a partir de 15 factores de interés relacionados con la composición del medio y condiciones ambientales. Los medios de los diseños experimentales fueron preparados a partir de soluciones concentradas de las diferentes sales, se ajustó el pH con HCl al 10% y se agregó el inóculo a una concentración 3*107 o 1*107 esporas/g si, se aforó a 25 mL, se agregó el aceite de oliva y se emulsificó con un vórtex durante 45 seg. Estadísticamente, los factores fueron analizados en 2 niveles (alta y bajo) y un punto central, la variable respuesta fue la actividad enzimática. os resultados fueron analizados en el programa Statgraphics ® Plus versión 4.0 (1999). Los factores más importantes sobre la producción de lipasas fueron la concentración de oligoelementos y EDTA, aumentando la actividad cerca del 90%. El medio optimizado tiene la siguiente composición (g/L): urea, 6; lactosa, 7; aceite de oliva, 40; K2HPO4, 5; MgSO4∙7H2O, 1.5; EDTA, 0.022; PVA, 1.6 y oligoelementos, 9.7 mL. Bajo estas condiciones se obtuvo un incremento de aproximadamente 0.9 y 1.27 veces la producción y productividad de lipasa, respectivamente.

Lipases are enzymes widely used in biotechnological processes, especially in the food industry, pharmaceutical, cosmetics, detergents, among others. Bacteria, fungi and yeast mainly produce these by solid and submerged fermentation. In fungi, Rhizopus genus produces these enzymes with a high industrial interest. In this work we optimized the lipase production by solid state fermentation with Rhizopus homothallicus. In a first step, we assessed the inoculum age; we decided to use 7 days of culture. Subsequently, one basal media yielding 15.52 U/gdm was selected to carry out the optimization studies. Enzyme extraction studies with water, Tris-HCl buffer and 2 detergents (NLS and Triton) revealed that detergent extraction allows increasing activity in 10% as compared with the activity obtained with buffer. For that, Tris-HCl buffer was used for enzyme extraction. For the optimization phase, we performed the response surface methodology starting with a screening stage from 15 factors of interest related to the medium composition and environmental conditions. For experimental designs media were prepared from concentrated solutions of different salts, the pH was adjusted with 10% HCl and added the inoculum at a concentration 3*107 or 1*107 spores/gis. The factors were statistically analyzed at 2 levels (low and high) and a central point. The response variable was the enzyme activity. Results were analyzed with the Statgraphics ® Plus version 4.0 (1999) which showed that the most important factors on the production of lipases were the concentration of trace elements and EDTA. The enzymatic activity was increased nearly 90% through using the following medium (g/L): urea, 6, lactose, 7, olive oil, 40; K2HPO4, 5; MgSO4 ∙ 7H2O, 1.5; EDTA, 0.022; PVA, 1.6 and trace elements, 9.7 mL. Under these conditions there was an increase of about 0.9 and 1.27 times the production and productivity of lipase, respectively.

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  • 2011
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Última modificación: 09/30/2022
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