Producción de proteasas por fermentación de residuos alimentarios : caracterización y modelización de sistemas libres e inmovilizados

Abstract

La producción de proteasas por Serratia marcescens ha sido estudiada en dos residuos alimentarios de gran importancia desde un punto de vista industrial: suero y melaza. La producción en estos residuos se comparó con la obtenida en varios medios artificiales de composición conocida: TYE, TS y SAS. Con el fin de modelizar la producción enzimática y el crecimiento celular en cultivos con células libres, se han propuesto diferentes ecuaciones cinéticas que representen adecuadamente los resultados obtenidos. Los extractos libres de células procedentes de los cultivos de mayor actividad proteasica se sometieron a procesos de separación y purificación con el objeto de obtener fracciones proteicas de elevada pureza. Considerando las diversas ventajas que presentan los cultivos con células inmovilizadas, se ha estudiado en este tipo de cultivos la producción enzimática y el crecimiento celular en aquellos medios que presentaban la mayor producción con células libres (TYE y suero). La estabilidad del soporte (alginato-Ca) ha sido analizada mediante técnicas de microscopia electrónica de barrido (SEM), dada la importancia de mantener la integridad del gel durante largos periodos de tiempo con vistas a su posible reutilización. Asimismo, y debido a la escasez de técnicas experimentales dirigidas a la determinación de los perfiles internos de biomasa y sustrato, se han propuesto técnicas específicas con el fin de evaluar las distribuciones espaciales y temporales de dichas variables en el interior del soporte. La distribución de biomasa en el soporte se determinó mediante técnicas asociadas a la microscopia (fijación, corte y tinción) y finalmente por análisis de imagen. Los perfiles de sustrato fueron asimismo analizados por tinción irreversible con colorantes específicos y posterior análisis de imagen. En la misma línea, se ha podido determinar la difusividad de la biomasa ( ) y las variaciones espaciales y temporales que sufre la porosidad de la partícula ( ). Ambos elementos en unión de algunos parámetros previamente obtenidos a partir de cultivos con células libres, han sido considerados en la modelización de los cultivos inmovilizados mediante el modelo de difusión en poros. Por último, se han estudiado los parámetros de mayor influencia sobre los sistemas inmovilizados y se han contrastado los resultados obtenidos (tanto dentro como fuera de la partícula) con los predichos por el modelo.