Efecto de las concentraciones de nitrógeno y oxígeno en la producción de polihidroxibutirato por bacillus megaterium b2 a partir de glicerol

Abstract

El polihidroxibutirato (PHB) es un plástico biodegradable, biocompatible y termoplástico sintetizado por bacterias Gram-positivas y Gram-negativas. Se evaluaron dos medios de sales empleados para la producción de PHB por cepas de Bacillus megaterium. Se observó inhibición del crecimiento y de la formación de PHB debido a concentraciones de elementos traza de 1 mL/L y de fosfáto ácido de sodio de 9 g/L, respectivamente. Se propuso un medio basal para la producción de PHB a partir de glicerol crudo. Se realizó un diseño experimental para el estudio del efecto de las concentraciones de nitrógeno y oxígeno sobre el proceso de producción de PHB. Se alcanzó una producción de PHB de 1,6 g/L en la mejor condición de cultivo en un reactor de 7,5 litros con un volumen de trabajo de 4 litros. Este valor corresponde a un incremento del 33% de la producción de PHB con respecto a los valores reportados anteriores para esta cepa. Se desarrolló un modelo matemático que permite describir el crecimiento del microorganismo, el consumo de sustratos, la formación de producto y simular diferentes estrategias de cultivo. Se tuvo en cuenta como sustratos limitantes el oxígeno, el glicerol y el nitrógeno de acuerdo con las ecuaciones Monod y Moser. Para describir la producción de PHB se utilizó la ecuación de Luedeking-Piret y se incluyó un término de consumo de PHB debido al agotamiento de la fuente de carbono. Se ajustaron los parámetros cinéticos para el modelo en modo Batch y se simularon dos estrategias de cultivo Fed-Batch. La mejor estrategia de alimentación en Fed-batch, permitió una producción de PHB de 2,79 g/L, siendo la mejor condicióntantoexperimentalmentecomoenlasimulación. 1