Efecto de la concentración de nutrientes y de la luz en el crecimiento de Neurospora crassa en fermentación sólida - Rivera Pérez, Ruberth (Universidad Autónoma Metropolitana, 2024)
Este trabajo evaluó la influencia de la concentración de nutrientes, la relación volumen de medio de cultivo por gramo de soporte inerte seco (VC/PI), la frecuencia de ciclos luz/oscuridad y el color de la luz sobre los parámetros de producción de CO2, el crecimiento celular y la producción de proteínas extracelulares secretadas por Neurospora crassa cultivada sobre espuma de poliuretano embebida con medio mineral Vogel. En una primera etapa se evaluó el efecto de la combinación de cuatro concentraciones iniciales de sacarosa (15, 50, 100 y 150 g/L) con tres relaciones de volumen de medio por gramo de soporte inerte (5, 10 y 15 mL/g) en el metabolismo de Neurospora crassa. Cada uno de los ensayos se realizó por triplicado en reactores compuestos por matraces de 250 mL de volumen nominal. Cada uno de los matraces fue empacado con cilindros de espuma de poliuretano de 2.47± 0.06 gramos de peso seco. Los cultivos se llevaron a cabo a 30 hasta agotar el sustrato (sacarosa). Los resultados mostraron que la mejor condición para la secreción de proteína extracelular (relación VC/PI de 5 mL/g y concentración inicial de sacarosa de 150 g/L) coincide con la mayor duración de la fase lag, seleccionándose la relación VC/PI de 5 mL/g y concentración inicial de sacarosa de 100 g/L como la condición más conveniente desde el punto de vista de la productividad del proceso. En las siguientes etapas se evalúo de forma independiente el efecto del color de la luz y de la frecuencia de los ciclos luz/oscuridad sobre la producción de proteína extracelular resultando en la selección de luz azul en períodos 12/12 (luz/oscuridad). Finalmente, con los resultados obtenidos, se estableció la estequiometría de crecimiento de Neurospora crassa y de producción de proteína extracelular, con las cuales se determinó el efecto de la altura del lecho sobre la difusión de oxígeno en un fotobiorreactor de charolas, así como su concepción, dimensionamiento y confección a escala de banco.; This work evaluated the influence of nutrient concentration, the ratio of culture medium volume per gram of dry inert support (VC/PI), the frequency of light/dark cycles and light color on the parameters of CO2 production, cell growth and the production of extracellular proteins secreted by Neurospora crassa cultured on polyurethane foam embedded with Vogel´s mineral medium. In the first stage, the effect of the combination of four initial sucrose concentrations (15, 50, 100 and 150 g/L) with three ratios of volume of medium per gram of inert support (5, 10 and 15 mL/g) on the metabolism of Neurospora crassa was evaluated. Each assay was performed in triplicate in reactors consisting of 250 mL nominal volume flasks. Each flask was packed with polyurethane foam cylinders of 2.47± 0.06 grams dry weight. Cultures were run at 30 until the substrate (sucrose) was exhausted. The results showed that the best condition for extracellular protein secretion (VC/PI ratio of 5 mL/g and initial sucrose concentration of 150 g/L) coincides with the longest duration of the lag phase, selecting the VC/PI ratio of 5 mL/g and initial sucrose concentration of 100 g/L as the most convenient condition from the point of view of process productivity. In the following stages, the effect of light color and the frequency of light/dark cycles on extracellular protein production was evaluated independently, resulting in the selection of blue light in 12/12 (light/dark) periods. Finally, with the results obtained, the stoichiometry of Neurospora crassa growth and extracellular protein production was established, with which the effect of bed height on oxygen diffusion in a tray photobioreactor was determined, as well as its conception, sizing and bench-scale construction.