Parámetros fisicoquímicos para la síntesis de ácido láctico o etanol de la bacteria (Corynebacterium glutamicum)
El interés por obtener productos para la industria de biocombustibles a partir de desechos agrícolas, conduce a la búsqueda de nuevos sistemas biotecnológicos resistentes y costo-efectivos. Corynebacterium glutamicum, es un microorganismo usado para producir amino-ácidos que crece en gran variedad d...
- Autores:
-
Castellanos, Angelica
García, Lina Marcela
Astudillo, Myriam
López Galán, Jorge Enrique
Flórez Pardo, Luz Marina
- Tipo de recurso:
- Article of journal
- Fecha de publicación:
- 2011
- Institución:
- Universidad Autónoma de Occidente
- Repositorio:
- RED: Repositorio Educativo Digital UAO
- Idioma:
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- OAI Identifier:
- oai:red.uao.edu.co:10614/11553
- Acceso en línea:
- http://hdl.handle.net/10614/11553
- Palabra clave:
- Microbiología
Microbiology
Fermentación
Cultivo discontinuo
Ácido láctico
Corynebacterium glutamicum
Fermentation
Batch culture
Lactic acid
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El interés por obtener productos para la industria de biocombustibles a partir de desechos agrícolas, conduce a la búsqueda de nuevos sistemas biotecnológicos resistentes y costo-efectivos. Corynebacterium glutamicum, es un microorganismo usado para producir amino-ácidos que crece en gran variedad de sustratos y es resistente durante la fermentación, a variaciones de pH, temperatura, presión osmótica y acumulación de alcohol, características que lo hacen candidato a ser mejorado para la síntesis de ácido láctico y etanol. Aún se desconocen aspectos de su fisiología que aumenten su eficiencia en convertir azúcares (C5 y C6) en estos dos metabolitos. Por tanto, este trabajo buscó identificar los parámetros fisicoquímicos que tuvieron un mayor efecto sobre crecimiento bacteriano y síntesis de ácido láctico o etanol en un sistema por lotes. Para lograr este objetivo, ocho variables fueron evaluadas en un modelo estadístico producido en erlenmeyer; con los resultados obtenidos, se hallaron las mejores condiciones que fueron puestas a prueba en un cultivo en biorreactor. La temperatura, concentración de biotina y azúcar fueron las variables de mayor impacto (p< 0,05). Usando las mejores condiciones, 36 °C; 6,1 mg/L de biotina y 50 g/L de glucosa, se obtiene una μmax de 0,394 h-1, 16 g/L de ácido láctico a las 15 h del proceso con un rendimiento del 32%; observándose un mayor consumo de sustrato durante el crecimiento y poca dispo-nibilidad para la fermentación, sugiriendo una alimentación del cultivo al final de la fase exponencial que aumente los rendimientos de producción |
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Castellanos Sánchez, A. M., García, L. M., Astudillo, M., López Galán, J. E., & Flórez Pardo, L. M. (2011). Parámetros fisicoquímicos para la síntesis de ácido láctico o etanol de la bacteria (Corynebacterium glutamicum). Acta Biológica Colombiana, 16(2), 15–32. http://hdl.handle.net/10614/11553 |
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Aún se desconocen aspectos de su fisiología que aumenten su eficiencia en convertir azúcares (C5 y C6) en estos dos metabolitos. Por tanto, este trabajo buscó identificar los parámetros fisicoquímicos que tuvieron un mayor efecto sobre crecimiento bacteriano y síntesis de ácido láctico o etanol en un sistema por lotes. Para lograr este objetivo, ocho variables fueron evaluadas en un modelo estadístico producido en erlenmeyer; con los resultados obtenidos, se hallaron las mejores condiciones que fueron puestas a prueba en un cultivo en biorreactor. La temperatura, concentración de biotina y azúcar fueron las variables de mayor impacto (p< 0,05). Usando las mejores condiciones, 36 °C; 6,1 mg/L de biotina y 50 g/L de glucosa, se obtiene una μmax de 0,394 h-1, 16 g/L de ácido láctico a las 15 h del proceso con un rendimiento del 32%; observándose un mayor consumo de sustrato durante el crecimiento y poca dispo-nibilidad para la fermentación, sugiriendo una alimentación del cultivo al final de la fase exponencial que aumente los rendimientos de producciónThe interest to obtain products for the bio-fuel industry from renewable resources has directed research to find resistant and costs-effective biotechnological systems. Corynebacterium glutamicum, is a microorganism used to produce amino acids, that grows in wide variety of substrates and its resistance during fermentation to pH, temperature, osmotic pressure variations and alcohol aggregate, renders this organism a suitable candidate to improve by genetic modifications lactic acid and ethanol synthesis. However, some aspects of its physiology remain unknown, such us increase lactic acid and ethanol production from C5 and C6 sugars. For this reason, the main aim in our work was to identify the most important variables with impact on culture and the best culture conditions to produce lactic acid or ethanol in batch culture. To achieve this objective, eight variables were tested in culture using a statistical model. The best culture conditions were obtained and tested in a bacth biorreactor system. Temperature, biotin and glucose concentration were the variables with most impact (p< 0.05) in culture. Using optimal conditions, 36 °C; 6.1 mg/L of biotin and 50 g/L of glucose; a μmax of 0.394 h-1, 16 g/L of lactic acid was obtained after 15 h of culture with an efficiency of 32%. High glucose consumption was observed during bacterial growth, which leads to low concentration of substrate for the production process; this suggests a culture feeding at the end of exponential growth phase, which can increase the production yield.application/pdf17 páginasspaUniversidad Nacional de ColombiaActa biológica Colombiana. Volumen 16, Número 2 (2011) páginas 15-323121516Castellanos Sánchez, A. M., García, L. M., Astudillo, M., López Galán, J. E., & Flórez Pardo, L. M. (2011). Parámetros fisicoquímicos para la síntesis de ácido láctico o etanol de la bacteria (Corynebacterium glutamicum). Acta Biológica Colombiana, 16(2), 15–32. http://hdl.handle.net/10614/11553Acta biológica ColombianaAIBA S, HUMPHREY A, MILLIS N. Biochem Eng J. 2nd ed. New York, Academic Press; 1973.BAUBAN B, INOUE H, YANO S, TANAPOGPIPAT S, RUANGLEK V, CHAMPREDA V et al. Bioethanol production from ball milled bagasse using an on-site produced fungal enzyme cocktail and xylose-fermenting Pichia stipitis. 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Importance of Phosphoenolpyruvate carboxylase of Corynebacterium glutamicum during the themperature triggered glutamic acid fermentation. Metab Eng. 1999b;1:334-343.DOMINGUEZ H, COCAING-BOUSQUET M, LINDLEY N. Simultaneous consumption of glucose and fructose from sugar mixtures during batch growth of Corynebacterium glutamicum. Appl Microbiol Biotechnol. 1997;47:600-603.DOMINGUEZ H, NEZONDET C, LINDLEY M, COCAIGN M. Modified carbon flux during oxygen limited growth of Corynebacterium glutamicum and the consequences for amino acid overproduction. Biotechnol Lett. 1993;15:449-454.FERREIRA S, BRUNS R, FERREIRA H, MATOS G, DAVID J, BRAND G, et al. BoxBenhken: An alternative for the optimization of analytical methods. Anal Chim Acta. 2007; 597:179-186. IEA. IEA. technology essentials - biofuel production. International Energy Agency; 2007.KHAN N, MISHRA I, PRASAD B. Modeling the growth of Corynebacterium glutamicum under product inhibition in L-glutamic acid fermentation. 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