11 Bioprocesos: levaduras libres vs. inmovilizadas PDF

BIOPROCESOS
LEVADURAS LIBRES VS. INMOVILIZADAS
La inmovilización de células o enzimas en un
bioreactor permite que el manejo de un
bioproceso pase de discontinuo a continuo,
evitando la pérdida de agentes biológicos
difíciles de obtener o de alto coste.
La inmovilización se aplica a todos los tipos
celulares: bacterias, hongos, células vegetales y
animales.
Se trata de una tecnología ventajosa cuando el
bioproceso
demanda
varias
reacciones
consecutivas, ya que una célula puede realizar
directamente varias etapas de un proceso
fermentativo como parte de su propio
metabolismo. Uno de los métodos utilizados con
mayor frecuencia es la inmovilización en
alginato de calcio.
La inmovilización de las células también se ha
utilizado en la producción industrial de
aminoácidos, ácidos orgánicos, etc.
BIBLIOGRAFÍA
LARPENT-GOURGAUD, M. & SANGLIER , J. J.Biotechnologies: principes et méthodes. Paris, Doin Editeurs, 1992.
MALAJOVICH, M.A. Vinos y vinagres. Biotecnología y vida cotidiana. Manual de trabajos prácticos de
Biotecnología. Buenos Aires, Argenbio, 2008. En http://www.porquebiotecnologia.com.ar/
Guía 11
María Antonia Malajovich / Guías de actividades
Biotecnología: enseñanza y divulgación
http://www.bteduc.bio.br
BIOPROCESOS / LEVADURAS LIBRES VS. INMOVILIZADAS
ACTIVIDAD PRÁCTICA
Las técnicas de inmovilización se aplican tanto a las células como a los microorganismos y enzimas.
Sus principales ventajas son facilitar la separación del producto y permitir la recuperación del
agente biológico. En general, son utilizadas con agentes biológicos difíciles de obtener o de precios
elevados.
OBJETIVO
Comparar la acción fermentativa de las levaduras libres y las levaduras inmovilizadas en alginato
de calcio.
MATERIAL
Balanza, 2 fermentadores armados como se indica en la Guía 02 (Fermentación alcohólica: cómo
armar un fermentador), 1 colador, agua destilada, solución de sacarosa 10 % o jugo (zumo) de
frutas con azúcar, 1 g de fermento biológico seco instantáneo, 1 g de fermento seco instantáneo
previamente inmovilizado en alginato de calcio como se indica en la Guía 10 (Levaduras:
inmovilización en alginato).
PROCEDIMIENTO
1. Distribuir en los fermentadores la misma cantidad de sustrato.
2. Inocular el primero con levadura libre.
3. Inocular el segundo con levadura inmovilizada, previamente lavada para retirar el cloruro de
calcio.
4. Seguir el proceso fermentativo periódicamente pesando los fermentadores y/o contando el
número de burbujas que se forman / minuto.
Observar el movimiento vertical de las esferas de alginato de calcio durante la
fermentación. Debido a la acumulación de CO2 en la superficie, las esferas resultan más
livianas y suben hasta la superficie. Allí, liberan el gas y descienden nuevamente.
5. Una vez finalizada la fermentación, colar y lavar las
bolitas de levadura inmovilizada en alginato de calcio y
guardarlas en la heladera.
6. Analizar e interpretar los resultados.
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BIOPROCESOS / LEVADURAS LIBRES VS. INMOVILIZADAS
NUESTRO COMENTARIO
Colocamos 500 ml de jugo de guayaba + 100 ml de solución de azúcar (proporción 1:1 v/v) en
cada fermentador. Agregamos 1 g de levaduras libres en el primero y 1 g de levaduras
inmovilizadas en el segundo.
Realizamos un seguimiento diario de la fermentación midiendo la masa y el número de burbujas
liberado por minuto, como se discute en la Guía 05 (Fermentación alcohólica: cómo monitorear la
fermentación). Los resultados se muestran en los gráficos 1 y 2.
La fase exponencial de la fermentación no es observada con las levaduras inmovilizadas, tal vez
porque al estar unidas al alginato no se multiplican como cuando están de libres.
La reducción de la masa del fermentador también es más lenta con las levaduras inmovilizadas.
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BIOPROCESOS / LEVADURAS LIBRES VS. INMOVILIZADAS
Gráfico 1. Número de burbujas por minuto en dos fermentadores, uno de ellos con levaduras libres
y el otro con levaduras inmovilizadas, monitoreados una vez al día, durante 19 días.
Gráfico 2. Porcentaje de la masa inicial (Mf/Mi%) de dos fermentadores, uno de ellos con levaduras
libres y el otro con levaduras inmovilizadas, monitoreados una vez al día, durante 19 días.
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