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I. FENÓMENOS DE TRANSPORTE EN FERMENTACIÓN SUMERGIDA PARA OBTENER ENZIMA α-AMILASA BACTERIANA
Lena Prieto Contreras1*, Renata Grebechova 2 y Luz Mary Figueroa3 Universidad de La Salle. Bogotá, Colombia. Dirección: Calle 10 # 2 – 70 Tel. 3535360, Ext. 2553 1* lprieto@lasalle.edu.co RESUMEN En esta investigación se evaluó la fermentación sumergida para obtener enzima αamilasa con la cepa deBacillus subtilis ATCC 21556 en un biorreactor New Brunswick modelo BioFlo 110, con 3 L de medio de cultivo que contenía lactosa como sustrato y con adición permanente de 1 L/min de oxígeno. En estas condiciones, se hallaron los fenómenos de transporte desarrollados, así: coeficiente de transferencia de película entre la pared del biorreactor y el medio de 1,71 W/K.m2 para un calor generado de 0,2413 W;coeficiente de transferencia de masa de 4,24 x 10-4 m/s; y una potencia disipada con aireación de 0,1936 W; para un rendimiento de 0,060 kg de enzima/3L de medio de cultivo. Palabras claves: Bacillus subtilis, enzima α-amilasa, fenómenos de transporte I. INTRODUCCIÓN Los fenómenos de transporte definen los comportamientos de una fermentación sumergida para proponer nuevos volúmenes de produccióna nivel industrial. Entre los criterios de producción utilizados con mayor éxito están: potencia por unidad de volumen, tiempo de mezcla, coeficiente volumétrico de transferencia de masa y velocidad de la punta del impulsor. Por ello, la aplicación de estos criterios requiere un profundo conocimiento del proceso y la forma de obtención del producto. Por consiguiente, el objetivo de estainvestigación fue: determinar el comportamiento de la fermentación desde los fenómenos de transporte: consumo de potencia, calor transferido y oxígeno disipado en la operación durante el proceso de producción y aislamiento de la enzima α-amilasa con B. subtilis ATCC 21556. Además, se obtendrá conocimiento sobre los principios de ingeniería de la fermentación sumergida que compone el proceso de Biotecnologíapara su aplicación a nivel industrial (Scragg 2000), y será un aporte en este campo importante hoy en día en la industria de los alimentos. Es así como, se destacan algunos estudios sobre el efecto de la utilización de la enzima α-amilasa en la industria de alimentos y su efecto sobre los carbohidratos, en la Universidad de Buenos Aires (Pilosof y Barthlomai 2002); también se investiga el efectode
1,2,3

involucrar esta enzima en alimentos con sorgo, en Venezuela (Plata et al. 2004); y obtención de dextrinas a partir de arracacha mediante el empleo de αamilasa, en la Universidad Católica de Santa María en Perú (Oporto y Zuzunaga 2002). Además de lo anterior, se han realizado investigaciones sobre fermentaciones para la obtención de enzimas con destino a diferentes procesosindustriales, como: optimización de la producción de α-amilasa que se utiliza en la industria textil para el ablandamiento de tejidos, utilizando un subproducto de la industria láctea como es el suero ácido de queso y la harina de amaranto como aporte fundamental de factores de crecimiento del microorganismo (Ferreyra et al. 2005); y en la industria alimentaria, se ha investigado sobre la adición deα-amilasa y gluten vital en diferentes tipos de harina trigo para la elaboración de pan de molde (Acosta et al. 2004). En Colombia, se investigó la producción de la α-amilasa con células libres y con células inmovilizadas de Thermus sp. (Poutou et al. 1996). Por otra parte, se está investigando la producción y caracterización de α-amilasa obtenida de cepas nativas de Bacillus sp., por ejemplo, una cepanativa se aisló de una mina aurífera (Montoya y López 2001, Vanegas et al. 2001). En la Universidad De La Salle, se tiene la línea de Investigación en Biotecnología de Enzimas, y se han realizado varias investigaciones sobre la producción de enzimas obtenidas a partir de microorganismos (pectinasa y amilasa). Grebechova y Prieto (2003a) evaluaron dos cepas (ATCC 21556 y La Salle) de B. subtilis...