Producción de lipasas por el hongo termófilo thermomyces lanuginosus en fermentación en medio solido - Avila Cisneros, Nayeli (Universidad Autónoma Metropolitana, 2015)
Los hongos filamentosos son una de las fuentes más importantes de lipasas para aplicaciones a nivel industrial, la principal razón es su capacidad para producir enzimas extracelulares, facilitando así los procesos de extracción y recuperación. Actualmente, son dos los tipos de cultivo empleados para la producción de lipasas: Fermentación en medio sólido (FMS) y Fermentación en medio líquido (FML); ambos tipos de cultivo presentan ventajas y desventajas. En este trabajo la FMS fue utilizada como una estrategia para la producción de biocatalizadores con actividad lipasa por el hongo termófilo Thermomyces lanuginosus con novedosas características de estabilidad frente a la temperatura. Asimismo, se desarrolló una estrategia de producción de inóculo en medio líquido para estudios de producción de enzimas en medio sólido. Los biocatalizadores producidos por FMS fueron utilizados en una reacción de hidrólisis de aceite de sardina para la liberación de ácidos grasos omega-3 como EPA y DHA. Este trabajo fue desarrollado en diferentes etapas, durante la primera etapa se preseleccionaron cepas potencialmente productoras de enzimas lipasas; para ello, se realizó la técnica de halos de hidrólisis con rodamina, seleccionando 11 cepas que presentaron mayores índice de potencia (I.P) y velocidad radial. Las 11 cepas preseleccionadas fueron posteriormente evaluadas en FMS. Los resultados obtenidos en cultivo sólido permitieron conocer la cantidad de actividad lipasa producida (10 y 13 U/gms) por ambas cepas T110 y T5S, de esta forma únicamente éstas 2 cepas de Thermomyces lanuginosus fueron seleccionadas. La segunda etapa de este trabajo consistió en diseñar una estrategia de producción de inóculo en medio líquido a través de la producción de pre inóculo en cultivo superficial y estandarización de parámetros como: producción de biomasa, pH y actividad. Además, se evaluó el poder amortiguador del medio de cultivo y la relación C/N.; En cultivo líquido, la biomasa producida por ambas cepas fue cercana 15 g/L después de 48 h de cultivo, y se mantuvo constante hacia el final (120 h). Finalmente, bajo las condiciones establecidas los biocatalizadores producidos en FMS presentaron altos niveles de actividad lipasa (22 U/gms y 25 U/gms) para las cepas T110 y T5S, respectivamente usando como sustrato para la actividad enzimática ésteres de pnitrofenol-octanoato. Al medir la actividad lipasa con trioctanoina se obtuvieron valores de actividad cercanos a las 120 U/gms después de 72 h de cultivo en los extractos líquidos producidos por ambas cepas, permaneciendo constante hasta el final del cultivo (120 h). Los biocatalizadores mostraron una temperatura óptima de actividad de 60 °C a 85 °C a pH 10, y una estabilidad a 60 °C durante tiempos de exposición de 4 h. Se obtuvieron valores de energías de activación (27.3 y 22.7 KJ/mol) y desactivación (11.0 KJ/mol y 6.7 KJ/mol) para las cepas T110 y T5S respectivamente. El biocatalizador producido por la cepa T. lanuginosus T5S fue empleado en una reacción de hidrólisis de aceite de sardina para la liberación selectiva de los ácidos grasos poliinsaturados omega-3 EPA y DHA (ácido eicosapentanoico y docosahexanoico), con alto valor comercial. La relación de selectividad EPA/DHA obtenida fue 16.6 la cual fue superior a otras preparaciones comerciales de T. lanuginosus y de otros microorganismos, indicando la importancia del biocatalizador producido para este tipo de reacciones en cultivo en medio sólido