Síntesis de levansacarasa y levanos por Gluconacetobacter diazotrophicus en cultivos continuos - Molinari, María Laura (2012)
Por su característica de prebióticos los fructanos han generado un reciente interés para la industria de los alimentos. Su carácter edulcorante los hace propicios para ser utilizados como edulcorantes naturales de bajas calorías. Por su parte, la producción comercial de fructanos a partir de sacarosa involucra enzimas de origen bacteriano o fúngico. El requerimiento de enzimas más eficientes con una alta actividad y estabilidad enzimática, ha atrapado el interés de los biotecnólogos y microbiólogos. Gluconacetobacter diazotrophicus secreta, constitutivamente una levansacarasa (LsdA) que hidroliza la sacarosa produciendo glucosa libre y fructanos de bajo peso molecular (FOS) y alto peso molecular (levanos). G. diazotrophicus es una bacteria endófita fijadora de nitrógeno aislada originalmente de caña de azúcar. También se ha podido aislar G. diazotrophicus de otros cultivos en los cuales contribuye a cumplir con los requerimientos de nitrógeno del vegetal. Esta bacteria es capaz de crecer con altas concentraciones de sacarosa (10%) pero no posee un trasporte de este disacárido. G. diazotrophicus secreta una enzima, LsdA, de carácter constitutivo responsable de la hidrólisis de la sacarosa en glucosa libre y fructosa. La glucosa es metabolizada por el microorganismo mientras que la fructosa es polimerizada a fructanos de diferentes pesos moleculares por la misma LsdA. En este trabajo hemos estudiado la influencia de diferentes condiciones nutricionales sobre la síntesis de LsdA y la producción de fructanos en cultivos continuos de G. diazotrophicus. G. diazotrophicus PAL 5 fue crecido en cultivo continuo en fermentador de 1 L volumen de trabajo, usando LGIM modificado con sacarosa, a 30° C. El factor de dilución fue ajustado a 0,05 h⁻¹, el pH fue automáticamente ajustado a 6,0 por el agregado de NaOH o H₂SO₄. El O₂ disuelto fue continuamente medido y mantenido en concentraciones de saturación (NoFNB) o en condiciones de microaerofilia, según corresponda. Las condiciones nutricionales testeadas fueron: limitación de sacarosa (20 g/l) y exceso (100 g/l); FBN (fijación biológica de nitrógeno) bajo condiciones de microaerofilia (O₂ disuelto por debajo del 2%) y condición de NoFBN con el agregado de nitrógeno fijado (3 g/l (NH)₂SO₄). En estas condiciones se ha medido la biomasa producida, la CO₂ liberado, el O₂ consumido, actividad LsdA y producción de levanos. La actividad enzimática LsdA y la producción de fructanos fue detectada en todas las condiciones nutricionales estudiadas siendo la condición de exceso de sacarosa y FBN la demostró la mayor actividad enzimática. En el caso de los cultivos con exceso de sacarosa se acumulo principalmente 1-kestosa. La condición de FBN fue la de mayor producción de FOS generando, de manera concomitante una alta cantidad de fructosa libre, mientras que en la condición de NoFBN se favorece la producción de levanos. Es necesario señalar que en estos cultivos no se metabolizó completamente la sacarosa, ya que se pudo detectar este disacárido en los sobrenadantes (sin superar los 10 g/l). Esta condición de exceso de sacarosa implicó la producción de FOS y levanos, sin importar la fuente de nitrógeno utilizada.