Determinación de las condiciones de cultivo para la producción de celulosa por la bacteria nativa gluconacetobacter medellinensis

Abstract

La celulosa bacteriana es un polímero obtenido por fermentación con microorganismos de diferentes géneros, de los cuales el más eficiente que se ha encontrado hasta el momento es Gluconacetobacter xylinum. Este polímero presenta excelentes propiedades fisicoquímicas que lo hacen atractivo para diferentes aplicaciones, sin embargo, su rendimiento es bajo para pensar en producirlo a gran escala y por tal motivo se hace necesario desarrollar alternativas que permitan incrementar su producción. Entre las alternativas se encuentran, utilizar diferentes sustratos, inductores y recientemente nuevas especies productoras. Para el caso de nuevas especies productoras, es importante encontrar las principales variables que intervienen en la síntesis de la celulosa. Por tal motivo en esta investigación se determinaron las condiciones requeridas en el medio de cultivo para la producción de celulosa bacteriana por la cepa recientemente aislada Gluconacetobacter medellinensis. Se partió de un medio de cultivo comercial (Hestrin–Schramm – HS) al cual se le varió la fuente de carbono por glucosa, fructosa y sacarosa en concentraciones de 1, 2 y 3 % y se determinó la cinética de consumo de carbono y nitrógeno durante la producción de celulosa en diferentes tiempos de fermentación. El efecto de estas condiciones, se evaluó sobre la cantidad de celulosa producida en peso seco. Partiendo del hecho de que el tipo y la concentración de la fuente de carbono tienen una influencia crucial en el crecimiento del microoganismo y por lo tanto en la producción de CB, en esta investigación se determinó que G. medellinensis presentó una mayor afinidad por la glucosa, ya que con esta fuente de carbono se obtuvo mayor crecimiento expresado en UFC/mL, seguida de la sacarosa y la fructosa. Con la glucosa se obtuvo la mayor producción de biomasa 6,47 x 109 UFC/ml, el tiempo de duplicación del microorganismo fue también el mayor 6,16 h y por lo tanto los bacilos alcanzaron un mayor crecimiento 1,39 μm, además con glucosa al 2% se obtuvo la mayor cantidad del polímero 3,1 g/L. Así mismo, se estableció un protocolo para determinar la cinética de crecimiento de este microorganismo y en las curvas obtenidas se encontró que la velocidad específica de crecimiento fue menor en el medio con glucosa (0,11 h-1), lo cual puede incidir directamente en que la densidad de las nanocintas de celulosa en las membranas sea menor, porque hay menos generación de nodos por área durante la división celular, que en el caso de la fructosa y la sacarosa.