FUNDAMENTOS DE BIOTECNOLOGIA

MEJORAMIENTO DE CEPASFORMULACION DE MEDIOS DE FERMENTACION

CINETICA DE LAS FERMENTACIONESSISTEMAS INDUSTRIALES DE CULTIVO

BIORREACTORESPROCESOS DE SEPARACION DE METABOLITOS

EJEMPLOS DE PROCESOS INDUSTRIALES

APLICACIONES PRACTICAS

• Producción de Glutamato monosódico• Ha sido producido en Japón desde 1908 por

hidrólisis del gluten de trigo.• En 1957 Kyowa Hakko y ajinomoto producían

sintéticamente.• Actualmente ambas producen por fermentación.• El microorganismo utilizado por Kyowa puede

denominado mycrococcus glutámicus denominado actualmente Corynebacterium glutamicun.

MEDIO DE CULTIVO

• Glucosa, sales inogánicas, biotina.• Penicilina o agentes tensioactivos como tween

para aumentar la permeabilidad celular para ingreso de la biotina que permite la utillización de sustratos ricos en biotina como la melaza de la caña o de remolacha.

• También han sido utilizados otros sustratos como el ácido acético y el etanol.

MECANISMOS DE ACUMULACION DE ACIDO GLUTAMICO

• Es a partir de una vía metabólica incompleta del ciclo de Krebs.

• Una deficiencia en alfa cetoglutarato deshidrogenasa y un requerimiento nutricional por biotina son las responsables de las cepas que producen glutamato, debido a que hay un flujo del carbono al glutamato en lugar de reciclarse a través del ciclo del ácido cítrico

• La fuente básica de carbohidrato (melazas de caña o remolacha) debe de ser suplementada con fosfatos, nitrogeno, potasio, magnesio e iones manganeso. El nitrogeno se suministra como iones amonio.

• Para la inoculación se aumenta proporcionalmente un cultivo de la bacteria en un matraz agitado a través de varias etapas antes de su transferencia al fermentador principal.

PLANTA

• La fermentación se lleva acabo en tanques agitados, de acero inoxidable.

• Deben ir provistos de refrigeración, medida del oxigeno disuelto medida y control del ph que se realiza generalmente con amonio.

• La temperatura es entre 30 a 35ºC y un ph entre 7 y 8ªC el control del ph se realiza generalmente utilizando amonio que debe ser proporcionado lentamente.

• La velocidad de transferencia de oxigeno es bastante crítica; una deficiencia conduce abajos rendimientos de glutamato formándose en su lugar ácidos láctico y succionico.

• El rendimiento de L-glutámico obtenido después de 2 a 3 días de fermentación es del orden del 50% por peso del carbohidrato suministrado.

• En general en rendimiento con melazas de remolacha son más altas que con otras.

RECUPERACION DEL PRODUCTO

• En el proceso normal las células son separadas del medio. El ácido glutámico se cristaliza bajando el ph con ácido clorhidrico hasta el punto isoelectrico (ph 3,2), de esa manera se produce los cristales tipo alfa. Un método es añadir HCL y caldo clarificado por separado a una suspensión del tipo correcto de cristales. Luego se filtra y se lavan originando un producto de gran pureza.

• Niveles excesivos de azúcar residual en el medio conducen a una formación pobre en cristales.

• El glutámato monosódico se prepara generalmente a partir de L-glutámico cristalino que se disuelve en hidróxido sódico acuoso y la solución resultante declorada se concentra y cristaliza.