Evaluación de las condiciones de proceso para la obtención de proteína unicelular de Candida utilis a partir de un subproducto de piña por fermentación en lote alimentado

Abstract

En el presente proyecto se evaluaron las condiciones de un proceso de producción por lote alimentado (fed-batch) de proteína unicelular de la levadura Candida utilis. Este proceso se realizó empleando un extracto obtenido de un subproducto del procesamiento de la piña como sustrato de fermentación con el fin de generar una alternativa a su aprovechamiento. La proteína unicelular presenta una alternativa para sustituir las fuentes de proteína convencionales y es materia prima para la producción aditivos de alto valor en la industria alimentaria. Previo a la implementación de la etapa por lote alimentado se realizó un análisis de las condiciones de crecimiento en fermentaciones por lote. Se identificó el efecto de la concentración inicial de sustrato de piña sobre las cinéticas de crecimiento, el rendimiento y la productividad de las fermentaciones a nivel de matraces. Posteriormente en biorreactores de tanque agitado de siete litros, se evaluó la cantidad de inóculo inicial mediante las cinéticas de fermentación, su rendimiento y productividad. Una vez seleccionado el nivel de inóculo, se identificó mediante una metodología de superficie de respuesta, la tasa de aireación (VVM) y la velocidad de agitación (rpm) considerada como óptimas para las variables productividad y rendimiento. Para evaluar la viabilidad del proceso por lote alimentado, se realizaron fermentaciones por lote con las condiciones seleccionadas previamente, y se comparó el efecto de emplear dos estrategias de alimentación: una lineal y una exponencial. Se determinó el efecto de estas alimentaciones mediante las cinéticas de fermentación, la productividad y el rendimiento. Las mejores condiciones en cuanto a productividad para la producción de proteína unicelular en un subproducto piña resultaron con una concentración de 80% del extracto de piña. En cuanto al nivel de inóculo se identificó como superior la utilización de un 10% de inóculo inicial en el medio. El valor óptimo de agitación y aireación mostró ser 900 rpm y 2,0 VVM respectivamente. A pesar de esto se eligieron las condiciones de 900 rpm y 0,5 VVM para las posteriores fermentaciones. En la etapa de lote alimentado, se determinó que no existieron diferencias significativas entre las alimentaciones empleadas. Tras 21 horas, los parámetros de la fermentación por lote alimentado obtenidos fueron los siguientes: 59 ± 6 g L-1 de biomasa; 0,38 ± 0,04 g g-1 de rendimiento; 2,8 ± 0,3 g L-1h-1 de productividad.