Proceso para la obtención de levanas por síntesis de Novo utilizando sacarosa como sustrato

Abstract

Nowadays consumers are more conscious about the relationship between their health and diet, which has promoted the development of functional foods. This group includes some fructans like inulin, fructooligosaccharides (FOS) and levans. As prebiotics, levans have received great attention for their beneficial effects on consumer´s health. Demand forlevanis increasing, mainly because of its wide spread use in the food industry, as well as cosmetic and medical industries, so the development of production of levans at larger scale is being implemented to make it more viable. Among production methods of levans for industrial application, enzymatic synthesis and submerged fermentation with levansucrase producing microorganisms have been described. Our goal is the development of a continuous process which increases the levan production from Gluconacetobacter diazotrophicus. G. diazotrophicus PAl 5 strain was cultured on LGI Emedium supplemented with glycerol. Sucrose was used as substrate for levan synthesis. Fermentation was conducted in shaken flasks at 150 rpm with a temperature of 30°C and initial pH of 6, for a minimum of 90 hours. The biomass concentration was evaluated by measuring absorbance at 590 nm every 12 hours. The absorb and evalues were converted to dry weight (g/L) using a calibration curve based on gravimetrical measurements of dry samples of G. diazotrophicus. The residual and produced carbohydrates were analyzed by high performance liquid chromatography (HPLC) and thin layer chromatography (TLC). The data derived from the fermentation experiments were analyzed with the purpose of kinetically characterize the process and propose strategies for a better performance.

En la actualidad el consumidor es más consciente de la relación existente entre su salud y su dieta, lo cual ha impulsado el desarrollo de los alimentos funcionales. Dentro de este grupo encontramos algunos fructanos como inulina, fructooligosacaridos (FOS) y levanas. Estos compuestos prebióticos han recibido gran atención por sus diversos efectos benéficos para la salud del consumidor. La demanda de las levanas está aumentando, sobre todo por su uso extendido en la industria alimentaria, así como en las industriascosmética y médica, por lo cual se está buscando condiciones para la producción de éstasa mayor escala para hacerla más viable.La producción de levanas para aplicaciones industriales puede llevarse a cabo mediante síntesis por la acción de enzimas aisladaso síntesis por fermentación sumergida con microorganismos.Elobjetivo de este trabajo es el desarrollo de un proceso continuo que incremente la producción de levanas. Para ello se utilizó la cepaG. diazotrophicus PAl 5, en medio de cultivo LGIE suplementado con glicerol para producción de biomasa (Cavalcante and Döbereiner 1988), y se adicionó sacarosa para la síntesis de levanas. La fermentación se desarrolló en matraces agitados a150 rpm y una temperatura de 30°C, pH 6, manteniéndosecomo mínimo por 90 horas. La concentración de biomasa se evaluó por medición de absorbencia a 590 nm cada 12 horas, y los carbohidratos sintetizados se analizaron por cromatografía de alta resolución de líquidos (HPLC)y cromatografía de capa fina(TLC).La fase estacionaria de la curva de crecimiento de G. diazotrophicus se presentó entre las 60 y 80 h de incubación y la velocidad máxima de crecimiento (μmax) aquí obtenida se alcanzó dentro de las 19 h, con valor de 0.0365h-1con glicerol yentre las 26 a 34 h, con valores de 0.0135h-1 con sacarosa.Se demostró que en estas condiciones de cultivo existe acumulación de levanas y FOS en el medio.