Bioprocesos aplicados: Escalamiento de la producción de biopolímeros extracelulares utilizando la bacteria SU4M

Abstract

La baja degradabilidad de los polímeros sintéticos impulsa la búsqueda de alternativas sostenibles como los exopolisacáridos microbianos (EPS), reconocidos por sus propiedades reológicas y aplicaciones en distintos sectores. Sin embargo, su producción a gran escala enfrenta limitaciones por el uso de fuentes de carbono sintéticas. En este estudio se evaluó el uso de hidrolizados de tallos de quinua, un residuo agroindustrial disponible en Bolivia, como sustrato para la producción de EPS con la cepa halotolerante B. swezeyi SU4M. Ensayos en matraces agitados y un biorreactor de 2,5 L demostraron un metabolismo eficiente de la glucosa proveniente del hidrolizado. La biosíntesis de EPS, al ser un proceso aerobio, se escaló utilizando como criterio el coeficiente volumétrico de transferencia de oxígeno (kLa), desarrollando un modelo empírico mediante un diseño central compuesto para evaluar los efectos de la aireación y la agitación sobre el kLa. A partir de la ecuación de Cooper, se definieron condiciones de operación en un reactor de 10 L (315 rpm y 10 L/min), verificando una reproducibilidad con coeficiente de variación < 30%. La caracterización mediante FTIR y TGA evidenció que los EPS obtenidos a partir de hidrolizados presentan propiedad estructural (hidroxilos, carbonilos y enlaces glicosídicos) comparable con los producidos en medios sintéticos. Sin embargo, el tipo de sustrato influye ligeramente en su estabilidad térmica, destacando los residuos de quinua como una fuente sostenible de biopolímeros biodegradables con potencial para aplicaciones ecológicas y biotecnológicas.