Resumen de Optimización de producción de biomasa, ácido láctico y supervivencia a simulación gastrointestinal de Lactobacillus plantarum BAL-03-ITTG cultivado en biorreactor de tanque agitado

Wilbert Gutiérrez Sarmiento, Lucía M.C. Ventura Canseco, Federico Antonio Gutiérrez Miceli, María C. Luján Hidalgo, Miguel Abud Archila, Victor Manuel Ruíz Valdiviezo

• español

  Lactobacillus plantarum BAL-03-ITTG es una bacteria ácido láctica (BAL) aislada de la ‘taberna’, una bebida autóctona, fermentada, natural del Sur de México. Por sus características de fermentación esta bacteria es potencialmente útil en la industria biotecnológica y alimentaria para la producción de biomasa y ácido láctico; sin embargo, se requiere el conocimiento de las condiciones de cultivo para maximizar la producción en sistema de tanque agitado. El objetivo de esta investigación fue optimizar las condiciones de agitación, aireación y concentración de Tween 80 en un biorreactor automatizado eZ control-Applikon. La metodología usada fue la de superficie de respuesta (MSR) con diseño factorial completo aleatorizado 33 en los niveles de agitación 100, 200 y 300 rpm, aereación 0, 0.25 y 0.5 vvm y Tween 80 1, 3 y 5 mL L1 (v:v). Los datos de biomasa, ácido láctico y supervivencia a simulación gastrointestinal (SSG) se analizaron con ANDEVA y parámetro de deseabilidad. Los resultados indicaron que el crecimiento celular no se afectó significativamente (p0.05) dentro del rango de los factores evaluados. La producción de ácido láctico y la SSG fueron influenciados significativamente (p0.05) por la aereación y el Tween 80, respectivamente. Los niveles óptimos encontrados mediante el parámetro de deseabilidad fueron 300 rpm, 0.13 vvm y 3.06 mL L1. La replicación experimental de estás condiciones óptimas generó una densidad poblacional de 7.10109 UFC mL1, ácido láctico de 23.8 g L1 y SSG de 84.45%. Este estudio proporciona por primera vez información útil de las condiciones de crecimiento de L. plantarum BAL-03-ITTG en un bioreactor de tanque agitado. El resultado de este estudio podría usarse para obtener el mayor rendimiento en la producción de ácido láctico y biomasa, sin afectar la integridad de este microorganismo.

• English

  Lactobacillus plantarum BAL-03-ITTG is a lactic acid bacterium (BAL) isolated from taberna, a fermented and natural drink, native to Southern Mexico. Due to its fermentation characteristics, this bacterium is potentially useful for the production of biomass and lactic acid in the biotechnology and food industry. However, knowledge of the cultivation conditions is required to maximize its production in a stirred tank system. The objective of this research was to optimize the conditions of agitation, aeration, and Tween-80 concentration in an ez-Control automated bioreactor (Applikon). The response surface methodology (MSR) with a completely randomized factorial design 33 was used at: 100, 200, and 300 rpm agitation levels; 0, 0.25, and 0.5 vvm aeration; and 1, 3, and 5 mL L1 Tween-80 (v:v). The biomass, lactic acid, and gastrointestinal simulation survival (SSG) data were analyzed with ANOVA and a desirability parameter. The results indicated that cell growth was not significantly affected (p0.05) within the range of the evaluated factors. Lactic acid production and SSG were significantly influenced (p0.05) by aeration and Tween-80, respectively. Based on the desirability parameter, the optimal levels were 300 rpm, 0.13 vvm, and 3.06 mL L1. Experimental replication of these optimal conditions generated a population density of 7.10109 UFC mL1, lactic acid of 23.8 g L1, and SSG of 84.45%. This study provides, for the first time, useful information on the growth conditions of L. plantarum BAL-03-ITTG in a stirred tank bioreactor. The result of this study could be used to obtain the highest yield in the production of lactic acid and biomass, without affecting the integrity of this microorganism.