PRODUCCIÓN DE CELULASAS BACTERIANAS TERMOESTABLES UTILIZANDO PAPEL PERIÓDICO RECICLADO COMO SUSTRATO

Resumen

Dieciocho bacterias termófilas, codificadas y morfológicamente diferentes, fueron seleccionadas por su habilidad para producir enzimas celulolíticas. Entre ellas se seleccionó CB-13 por su alto potencial para producir celulasa. El análisis de su gen ARNr 16S reveló su estrecha relación con Geobacillus thermoparaffinivorans. El efecto de diez variables de cultivo sobre la producción de celulasa se evaluó mediante la implementación del diseño estadístico de Plackett-Burman. MgSO 4 .7H 2 O, peptona y KH 2¿ PO  fueron las variables más significativas que afectaron la producción de celulasa utilizando papel periódico reciclado como sustrato. Un medio no-optimizado, basado en los componentes iniciales, dio una actividad enzimática de 0,106 FPU. Min -1 . mL -1 4 . Para una optimización, se aplicó el diseño experimental multifactorial Box-Behnken de catorce ensayos para determinar el nivel óptimo de cada una de las variables significativas. Las variables probadas: MgSO 4 .7H2O (X1), peptona (X2) y KH2PO), cada uno en tres nivelesdiferentes, codificados como -1, 0, +1. Los niveles óptimos de los tres componentes se constituyeron en (g.L-14 (X): 1,1 MgSOO; 1,5 peptona y 9,0KH2PO4 con una actividad prevista de aproximadamente 0,324 FPU.min-1.mL-1; de acuerdo con los resultados de los diseños de Plackett-Burmany Box-Behnken, la composición de medio óptimo es (g.L-1): 3,0 g papel periódico; 2,5 lactosa; 2,5 sucrosa; 11,7 (NH4); 2,0 extractode levadura; 1,1 MgSO4.7H2O; 9,0 KH2PO; 1,5 peptona; pH 6,5; temperatura de cultivo 60 °C y tiempo de incubación 72 h; la actividad enzimáticamedida en este medio fue de 0,292 FPU.min4-1.mL-1, generando un rendimiento promedio de 97,44 FPU.gss-1. Adicionalmente, se intentó separar ypurificar la ß-glucosidasa mediante IEXC. El respectivo análisis de sus fracciones resultantes por SDS-PAGE, definió el peso molecular de la enzima con un valor aproximado de 92,6 kDa. Finalmente, la caracterización funcional de las celulasas totales, mostró el pH de 7,0 y la temperatura de 70 °C como óptimos para la actividad. En la evaluación de la termoestabilidad, la actividad FPAasa se mantuvo alrededor del 120% y 80% de su valor inicial después de la incubación a 70 °C por 60 min y 80 °C por 120 min, respectivamente.