Producción de proteasas extracelulares por Serratia marcescens en medios proteicos

Abstract

Las enzimas proteolíticas por su gran diversidad y alta especificidad, presentan numerosas aplicaciones a nivel industrial, así como en campos de la investigación clínica y analítica, alcanzando precios relativamente elevados en el mercado. Por lo tanto, la búsqueda de nuevas fuentes de producción y/o la optimización del proceso de producción de proteasas constituyen el objetivo principal de muchas investigaciones. El presente trabajo se centró en llevar a cabo el estudio de las principales variables fisicoquímicas que afectan el proceso de producción de proteasas por S. Marcescens mediante fermentación de lactosuero dulce fresco. Se realizaron experimentos sucesivos en distintas condiciones experimentales con el fin de para seleccionar valores óptimos de pH, temperatura, concentración inicial de proteínas y concentración de oxígeno disuelto. Asimismo, se llevó a cabo una selección del método más adecuado de pretratamiento lactosuero microfiltrado, pasteurizado y doblemente pasteurizado. Las condiciones de operación seleccionadas como óptimas contribuyeron a mejorar significativamente la producción de proteasas, alcanzando niveles de concentración superiores a los descritos en trabajos previos. Con el fin de conseguir un mejor conocimiento y control del sistema se estudió la evolución de la concentración de las proteínas mayoritarias del lactosuero durante la fermentación. El estudio permitió establecer el patrón de degradación y/o consumo para las diferentes proteínas durante el proceso de producción proteasas. Además, mediante el empleo de un medio preparado con proteínas comerciales se determinó la influencia individual de cada una de las proteínas mayoritarias del lactosuero sobre la producción de proteasas. Los resultados de la actividad proteolítica específica indicaron cambios tanto en los niveles de producción como en el tipo de proteasa producida de forma mayoritaria, lo que indica que el sistema proteolítico de la bacteria está fuertemente influenciado por la composición del medio de cultivo. S. marcescens, a pesar de que produce altas concentraciones de proteasas a partir de lactosuero apenas reduce su elevado poder contaminante ya que la capacidad de la bacteria para degradar de lactosa es muy limitada. Por esta razón se consideró de interés el uso simultáneo de la levadura Kluyveromyces fragilis, caracterizada por su elevada capacidad para metabolizar la lactosa. Los resultados experimentales mostraron la viabilidad de estos cultivos mixtos ya que se mantienen los niveles de actividad proteolítica alcanzados en cultivos puros y simultáneamente se reduce de manera importante la carga contaminante del medio. Los datos experimentales del crecimiento celular y consumo de sustratos fueron ajustados mediante la aplicación de modelos matemáticos convencionales.