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Vitae ISSN: 0121-4004 [email protected] Universidad de Antioquia Colombia

TARON-DUNOYER, Arnulfo; PEREZ-MENDOZA, Jaime; MARTINEZ-ZAMBRANO, Julián OBTENCION DE PROTEINA UNICELULAR A PARTIR DE LACTOSUERO Vitae, vol. 19, núm. 1, enero-abril, 2012, pp. S189-S191 Universidad de Antioquia Medellín, Colombia

Disponible en: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=169823914054

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S189

Vitae 19 (Supl. 1); 2012

OBTENCION DE PROTEINA UNICELULAR A PARTIR DE LACTOSUERO OBTAINING SINGLE CELL PROTEIN FROM WHEY

Arnulfo TARON-DUNOYER1*, Jaime PEREZ-MENDOZA2, Julián MARTINEZ-ZAMBRANO3

RESUMEN El kluyveromices lactis es un microorganismo que puede ser utilizado como agente biológico en la producción por fermentación de proteínas de valor biológico en la alimentación animal. En la presente investigación se optimizó el medio fermentativo en cuanto al pH (4,74), temperatura (29°C) y tiempo de fermentación (8 h). Se obtuvo una biomasa proteica con una humedad de 3,78%, un porcentaje de cenizas de 1,4% y un porcentaje de proteínas del 44% y azucares totales de 1,6%. Los resultados obtenidos muestran una relación inversa entre la cantidad de biomasa proteica obtenida y el pH, con un consumo de sustrato del 68%. Palabras clave: kluyveromices, fermentación, proteína unicelular.

ABSTRAC The Kluyveromyces lactis is a bacterium which can be used as a biological agent in the production by fermentation of biological value proteins in animal feed. In the present study was optimized in terms of fermentative medium pH (4.74), temperature (29°C) and fermentation time (8 hours). Protein biomass was obtained with a moisture content of 3.78%, a 1.4% ash and protein content of 44% and 1.6% total sugars. The results show an inverse relationship between the amount of protein biomass obtained and the pH, with a substrate consumption of 68%. Keywords: kluyveromices, fermentation, single cell protein.

INTRODUCCIÓN Hoy cuando las necesidades de la utilización de subproductos son cada vez más apremiantes se hace necesario aprovechar el lactosuero como una alternativa para evitar que se pierda. La importancia del aprovechamiento para la economía radica principalmente en el aprovechamiento completo y efectivo de la leche como materia prima, la obtención de componentes lácteos de alto valor para emplearlos en la industria alimentaria, y la reducción de la contaminación de las fuentes de agua conforme a lo dispuesto en las leyes colombianas de protección

del medio ambiente. En Colombia la mayor parte del suero se produce en pequeñas cantidades y en lugares alejados de las urbes, lo que hace difícil la instalación de plantas de aprovechamiento. Basados en los estudios realizados por Ramírez et al., 2002 (1), donde encuentran que el suero lácteo desproteinizado sirvió como base para la formulación de un medio de cultivo para levaduras capaces de hidrolizar la lactosa se desarrolló esta investigación y se utilizó el lactosuero como sustrato para la producción de proteína unicelular a partir de la levadura (Kluyveromyces lactis) por su contenido de lactosa, vitaminas, minerales y otras proteínas.

1

Grupo de Investigación en Biotecnología, Alimentos y Educación. Universidad de Cartagena. Cartagena, Colombia.

2

Programa de ingeniería de Alimentos. Facultad de Ingeniería. Universidad de Cartagena. Cartagena, Colombia.

3

Programa de Ciencias Químicas y Farmacéuticas. Facultad de Ciencias Farmacéuticas Universidad de Cartagena. Cartagena, Colombia.

*

Autor a quien se debe dirigir correspondencia: [email protected]

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MATERIALES Y MÉTODOS Material Biológico En este trabajo se utilizó una cepa de Kluyveromyces lactis productora de proteínas provenientes del cepario del Grupo de Investigación en Biotecnología, alimento y Educación (GIBAE). Desproteinización y clarificación del lactosuero Se tomó muestras de 2500 mL de lactosuero, a cada muestra de 500 mL se le agregó 7 mL de ácido tricloro-acético al 10%, con el objeto de precipitar la proteína (caseína), ayudando este proceso con calentamiento hasta ebullición. Luego se enfrió, se decantó y se filtró con papel filtro numero 42.

fermentación a las 10 horas, quedando aproximadamente un 20% del sustrato residual (ver tabla 1). Tabla 1. Porcentaje de azúcar vs. Tiempo de fermentación. Tiempo de Fermentación

% de Azúcar

0 2 4 6 8 10

5,0% 3,6% 3,2% 2,8% 1,6% 1,5%

Fermentación Este proceso se llevó a cabo utilizando 5 vasos de precipitado de 1000 mL los cuales contenían 500 mL del medio a fermentar (lactosuero clarificado), previamente esterilizado y ajustando pH a 4,5. Luego se adicionó sulfato de amonio y sales (MgSO 4.7H 2 O, CaCl 2 .2H 2 O, FeSO4.7H 2O, ZnSO 4.7H 2 O). Posteriormente, se agregó 10 mL del inóculo a cada erlenmeyer y se sometió a floculación a una velocidad de 200 rpm por 16 h (1,2). Se tomó muestras de 20 ml por cada vaso en un intervalo de tiempo de 2 h y monitoreo de pH, temperatura. Se centrifugó, el filtrado obtenido se desechó y el precipitado (biomasa proteica) se secó a 38 oC por 24 h y se procedió a realizar pruebas físico-químicas.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN A las 8 horas de fermentación ya se han consumido el 68% de la lactosa del medio, a partir de este momento la levadura Kluyveromyces lactis, comienza una etapa de crecimiento desacelerado, en donde el consumo de lactosa es lento, éste decrece y pone en manifiesto una saturación del medio fermentativo, la cual disminuye la acción enzimática de la galactosidasa intracelular y su velocidad de acción (1, 2). A partir de las 10 horas el consumo de sustrato es muy lento, al igual que la producción de proteínas, este resultado nos lleva a pensar en la necesidad de llevar a cabo o no la fermentación hasta agotar todo el sustrato. Pues esto implica un mayor tiempo de proceso y energía, incrementando el costo del proceso; por lo anterior, se hace necesario parar la

Figura 1. Temperatura del medio de fermentación / tiempo de proceso.

De acuerdo a los resultados obtenidos, el tiempo óptimo de fermentación es de 8 h, pues a las horas siguientes la producción decrece; por lo cual se tendría que alimentar el medio, pero para esto se tendrían que realizar diferentes modificaciones en las variables del proceso, ya que pasaría de ser un proceso fermentativo totalmente continuo (1, 2) (ver figura 2).

Figura 2. Proteínas Vs tiempo de fermentación.

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CONCLUSIONES Los resultados generados en este trabajo muestran que el lactosuero puede ser empleado eficientemente como sustrato en la producción de proteínas unicelulares, y representa una alternativa a los procesos de tratamiento del lactosuero, que es un efluente altamente contaminante.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1.

Ramírez A, Rivas N. Producción y caracterización parcial de  -galactosidasa de Kluyveromyces lactis propagada en suero de leche desproteinizado [trabajo de pregrado]. [Caracas, Venezuela]: Universidad Central de Venezuela; 2002. 98p. 2. Ortiz P. Estudio de la interacción de las proteínas del suero de leche con la  -galactosidasa de Kluyveromyces lactis y su efecto en la actividad [trabajo de pregrado] [Iztapalapa , México]: Universidad Autónoma Metropolitana; 2004. 55p.