Optimización de las condiciones de cultivo de lactobacillus casei ATCC 393 empleando suero de leche como fuente de carbono para la producción de lactasa

Abstract

Las enzimas provenientes de microorganismos han sido una herramienta fundamental para el desarrollo de la industria alimenticia y farmacéutica, por lo cual se ha visto la necesidad de optimizar los bioprocesos que forman parte de la producción de las mismas. La lactasa es una enzima hidrolítica de suma importancia en varios campos de investigación científica, producción alimenticia e inclusive farmacéutica. Principalmente se la utiliza para la producción de alimentos deslactosados, enzimas digestivas, producción de galacto oligosacaridos y suplementos alimenticios que incluyen β galactosidasa de origen bacteriano o fúngico. La demanda de enzimas como la lactasa se refleja en la optimización de los bioprocesos para aumentar la producción, en conjunto, con la utilización de fuentes alternativas de sustratos. El suero de leche es considerado un producto residual de la industria lechera el cual presenta un elevado impacto al medio ambiente en caso de no ser tratado con las medidas necesarias. Sin embargo, el alto contenido de carbohidratos y proteínas lo hacen un sustrato ideal para el desarrollo de bacterias ácido lácticas como el Lactobacillus casei. Este microorganismo es utilizado gracias a sus características probióticas, pertenece a los organismos reconocidos generalmente como seguros. Se ha visto que varias especies de Lactobacillus son productores eficientes de β galactosidasa, por lo cual se realizó una optimización del medio de cultivo para la producción de dicha enzima a partir de la cepa de L. casei ATCC393. A partir de un modelo estadístico Plackett Burman se seleccionó las variables significativas; suero de leche, sulfato de magnesio y sulfato de manganeso. Posteriormente se optimizó las concentraciones de estas variables mediante un diseño central compuesto seguido de un método de superficie de respuesta en la cual se observó que las condiciones óptimas de suero de leche para la producción de lactasa es 4.68 g L/1, de sulfato de magnesio 7.6 por ciento p V/1 y de sulfato de manganeso 0.027 por ciento p V/1. Este proceso permitió alcanzar una concentración máxima de biomasa de 3.026 g L/1 y una actividad enzimática de 0.534 U mL/1.