Escalamiento del biorreactor para producir inulinasa fermentando Kluyveromyces marxianus en extracto de yacón (Smallanthus sonchifolius)

Abstract

En el campo de procesos biotecnológicos sostenibles, la utilización de fuentes de carbono alternativas constituye una estrategia relevante para la obtención de productos de alto valor agregado. En este contexto, el extracto de yacón, compuesto por sacáridos como la inulina, se evaluó como sustrato para la fermentacion de Kluyveromyces marxianus, levadura con potencial en la producción de inulinasa. Esta enzima cataliza la hidrólisis de fructooligosacáridos para producir jarabe de fructosa, un edulcorante natural reconocido como alternativa más saludable a la sacarosa. Por ello, el objetivo de la investigación fue el escalamiento de un biorreactor para la producción de inulinasa mediante la fermentación de K. marxianus en 1.6L de medio liquido cuyo sustrato principal fue extracto de yacón. Para ello, se efectuaron 18 fermentaciones bajo un diseño compuesto central rotacional (DCC-R) con la metodología de la superficie de respuesta, considerando como variables independientes el caudal de aire, la velocidad de agitación y el tiempo de fermentación; y como variables de respuesta la actividad enzimática, la productividad y la concentración de proteína. Los valores óptimos fueron 1.05 vvm, 215 rpm y 25.22 horas respectivamente. Correspondiente a las respuestas optimas 288.51 U/mg, 11.44 U/mg*h y 34 mg/L. Finalmente, se realizó el escalamiento manteniendo la similitud geométrica y similitud del 𝑘������������𝐿������������𝑎������������ de un biorreactor de 1.6 L de medio liquido de capacidad a uno con volumen de fermentacion de 5L y 7L respectivamente. A partir de ello, se determinaron los valores óptimos de actividad enzimática, productividad y concentración enzimatica, que en promedio resulta un 94.06% de similitud