Efecto de los iones metálicos en la producción de ácido cítrico por Aspergillus niger cultivado en medio sólido - Peralta Pérez, María del Rosario (Universidad Autónoma Metropolitana, 1996)
Desde hace varios años la producción de ácido citrico por Fermentación en Estado Sólido (FES) se ha propuesto como una alternativa a la Fermentación en Medio Sumergido (FmS) debido a que los iones metálicos, que en medio liquido deben estar en concentraciones sumamente bajas provocando un alto incremento en los costos de producción, en FmS no constituyen un problema tan grave y aún cuando se cultiva al hongo sobre sustratos que contienen altas concentraciones de estos metales, el ácido cítrico se sigue produciendo. El motivo de estas discrepancias entre los dos tipos de cultivo no se ha explicado satisfactoriamente. Por esta razón, se cultivó Asprrg7h.s t7;pr a diferentes concentraciones iniciales de metales en FES utilizando amberlita como soporte debido a que los estudios cineticos de Aspergillus nigrr sobre soportes modelo, como esta resina, son de gran utilidad para evitar la complejidad estructural y nutritiva del sustrato sólido natural. Cuando el hongo se cultivó en un medio sin metales se observó una baja velocidad de consumo de glucosa (0.65 mg glu/g rs. * h); mientras que al aumentar la concentración de iones metálicos en el medio esta velocidad se incrementó cerca de diez veces. En el medio sin metales nunca se observó esporulación y el rendimiento de biomasa con respecto al sustrato (Yds) presentó un valor muy bajo (0.07 g bio/g glu); mientras que al aumentar la concentración de iones metálicos el Yds máximo se presentó a las 24 h llegando a un valor entre 0.09 y O 1 I g bio/g glu. En los tres casos, el Yds varió con respecto al tiempo, como consecuencia de los cambios en las condiciones ambientales en que se desarrolló el microorganismo (disminución de la fuente de carbono, aumento de la humedad, disminución del pH, producción de metabolitos, etc ) Como respuesta al elevado estrés osmótico de los medios de cultivo, provocado por la elevada concentración de azúcar y de los iones metálicos, se acumularon polioles como trehalosa, eritrol y glicerol; la concentración máxima así como la velocidad de síntesis y de consumo dependió del medio de cultivo. De este modo, más del 90% del carbono destinado a la formación de metabolitos se usó para sintetizar trehalosa en el medio sin metales, donde el estrés osmótico fue provocado únicamente por la glucosa, mientras que el 80% de la glucosa en el medio con 45 ppm se destinó a la síntesis de eritrol y el 60% a la síntesis de glicerol durante las primeras etapas del desarrollo del microorganismo en un medio con 180 ppm de metales, posteriormente en este mismo medio de cultivo, el 80% del carbono total inicial se dirigió a la sintesis de ácido citrico, sugiriendo que cuando las condiciones de estrés son extremas (debido a la concentración de azúcar y de iones metálicos) el osmorregulador preferido por el hongo bajo estas condiciones de cultivo es el glicerol aún cuando representa un mayor costo energético. El glicerol actu6 como iniciador de la acumulacibn de citric0 ya que se observó que el inicio del consumo de glicerol coincidió con la producción máxima de ácido cítrico Finalmente se encontró que todos los iones metálicos usados (Fe2*, Cu2‘, Mgl, Mn” y Zn”), se precipitaron en diferente proporción en la amberlita desde el tiempo inicial, siendo el fierro el que se precipitó en mayor cantidad (cerca del 80%) como consecuencia de su baja solubilidad; posteriormente la fracci6n insoluble se increment6 a través del tiempo, pero no puede atribuirse sólo al hongo debido a que el incremento encontrado es diez veces superior a lo reportado en la literatura como constituyente del micelio Las causas que provocaron este fenómeno de insolubilización pueden atribuirse a precipitación de los metales por la liberación de iones sulfato y fosfato de la amberlita como respuesta a la modificación del microambiente por el microorganismo.