Butter whey and corn steep liquor as sole raw materials to obtain a bioemulsifier from Yarrowia lipolytica for food oil-in-water emulsions / Soro de manteiga e milhocina como únicas matérias primas para obter bioemulsificante de Yarrowia lipolytica para emulsões óleo-em-água alimentícias

ABSTRACT: A synthetic medium containing glucose, glycerol, yeast extract (YE), and ammonium sulfate (AS) was compared to several low-cost media in their ability to produce high emulsification index (EI). The goal was to reduce the production costs of an emulsifier with application in food oil-in-water emulsions. To this end, agro-industrial by-products were screened for bioemulsifier production from Yarrowia lipolytica. The statistical analysis showed that the EIs of media containing residual frying oil from palm oil (RFO_palm) or soybean oil (RFO_soy), residual liquid from butter production (butter whey, BWhey) or cheese production (cheese whey, CWhey), supplemented with YE and AS were similar to the EI of the synthetic medium. The replacement of YE by corn steep liquor (CSL) also resulted in similar EI, except for RFO_soy. BWhey was tested with CSL without AS and similar EI (66.8%) was detected in comparison to that of the same medium with AS (66.3%). The cell-free broth obtained after Y. lipolytica growth in BWhey+CSL was successfully used to obtain vegetable oil-in-water emulsions indicating its potential application in food products.

RESUMO: O meio sintético contendo glicose, glicerol, extrato de levedura (YE) e sulfato de amônio (AS) foi comparado a meios de baixo custo para produzir alto índice de emulsificação (EI). Para este fim, os subprodutos agroindustriais foram rastreados quanto à produção de bioemulsificante por Yarrowia lipolytica. A análise estatística mostrou que EI de meios contendo óleo de fritura residual de óleo de palma (RFO_palm) ou óleo de soja (RFO_soy), líquido residual da produção de manteiga (soro de manteiga, BWhey) ou da produção de queijo (soro de queijo, CWhey), suplementado com YE e AS foram semelhantes ao EI do meio sintético. A substituição do YE por milhocina (CSL) também resultou em EI semelhante, exceto no RFO_soy. O BWhey foi testado com CSL sem AS e EI semelhante (66,8%) foi detectado em comparação com o mesmo meio com AS (66,3%). O meio isento de células obtido após o crescimento de Y. lipolytica no meio BWhey + CSL foi utilizado com sucesso para obter emulsões de óleo vegetal em água, indicando sua potencial aplicação em produtos alimentícios.

Effect of nutrients and fermentation conditions on the production of biosurfactants using rhizobacteria isolated from fique plants / Efecto de los nutrientes y las condiciones de fermentación en la producción de biosurfactantes con rizobacterias aisladas de fique / Efeito dos nutrientes e as condições de fermentação na produção de biossurfactantes com rizobacté rias isoladas da piteira

Objective. To isolate biosurfactant-producing microorganisms from the rhizosphere of fique and to select the best genus to evaluate the effect of nutritional and fermentation conditions on the production of rhamnolipids. Materials and methods. Rhizospheric soil was sampled in three areas of Cauca. The best genus was selected for the experimental designs (Plackett Burman and 2² factorial) and to find the production conditions for the growth kinetics at an Erlenmeyer flask scale. Results. Isolates from the rhizosphere of fique plants were from groups (or genera) of Bacillus, Pseudomonas and Actinomycetes, being Pseudomonas the more responsive in preliminary testing for emulsification. From the results of the experimental designs and the kinetics of production, we found that rhamnose synthesis associated with rhamnolipids (3.2 g/l) and emulsification (68% EC24) was significantly favored (p <0.0001) by cultivating an inoculum of 10% v/v of Pseudomonas fluorescens in a medium composed of: soybean oil 2% (v/v), K2HPO4 0.2% (w/v), yeast extract 0.4 g/l, NH4NO3 3.7 g/l, 1 ml trace elements (CoCl3 20 mg/l, H3BO(3)30 mg/l, ZnSO(4)10 mg/l, Cu2SO(4)1 mg/l, Na2MoO(4)3 mg/l, FeSO (4)10 mg/l MnSO(4)2,6 mg/l) and pH 7.2. Conclusion. Of all the microbial genera isolated from the rhizosphere of fique, Pseudomonas fluorescens had the greatest potential in the production of biosurfactants of the rhamnolipids family.

Objetivo. Aislar microorganismos de la rizosfera de fique capaces de producir biosurfactantes y seleccionar el mejor gé nero para evaluar el efecto de las condiciones nutricionales y de fermentación en la producción de ramnolípidos. Materiales y mé todos. Se realizaron muestreos de suelos rizosfé ricos en tres zonas del Cauca. El mejor gé nero fue seleccionado para realizar los diseños experimentales (Plackett Burman y factorial 2²) y establecer las condiciones de producción para las ciné ticas de crecimiento a escala de Erlemeyer. Resultados. Se aislaron bacterias del gé nero Bacillus, Pseudomonas y del grupo Actinomycetes, siendo Pseudomonas el grupo con mayor respuesta en las pruebas preliminares de emulsificación. A partir de los resultados obtenidos en los diseños experimentales y ciné ticas de producción, se estableció que la síntesis de ramnosa asociada con ramnolípidos (3,2 g/l) y la emulsificación (68% EC24) se favorecieron significativamente (p<0.0001) al cultivar un inoculo de 5% v/v de Pseudomonas fluorescens en un medio compuesto por: aceite de soya 2% (v/v), K2HPO4 0,2% (p/v), extracto de levadura 0,4 g/l, NH4NO(3)3,7 g/l, 1 ml de elementos traza (CoCl(3)20 mg/l, H3BO(3)30 mg/l, ZnSO(4)10 mg/l, Cu2SO4 1 mg/l, Na2MoO(4)3 mg/l, FeSO(4)10 mg/l MnSO(4)2,6 mg/l) y pH 7.2. Conclusión. Se aislaron 3 gé neros microbianos a partir de rizosfera de fique, siendo Pseudomonas fluorescens la bacteria con mayor potencial en la producción de biosurfactantes de la familia de los ramnolípidos.

Objetivo. Isolar microorganismos da rizosfera da piteira capazes de produzir biossurfactantes, selecionar o melhor gênero para avaliar o efeito das condições nutricionais e de fermentação na produção de rhamnolipídeos. Materiais e mé todos. Foram realizadas amostragem de solos rizosfé ricos em três á reas do Cauca. O melhor gênero foi selecionado para realizar desenhos experimentais (Plackett Burman e fatorial 2²) e definir as condições de produção para as ciné ticas em escala de erlenmeyer. Resultados. Foram isoladas bacté rias do gênero Bacillus, Pseudomonas e grupo de Actinomycetes. As Pseudomonas foram o grupo com maior resposta nos testes preliminares de emulsificação. A partir dos resultados obtidos nos desenhos experimentais e ciné ticas de produção foi estabelecido que a síntese de ramnose associados com rhamnolipídeos (3,2 g/l) e a emulsificação (68% EC24) foram favorecidos significativamente (p<0,0001) ao cultivar um inoculo de 5% v/ v de Pseudomonas fluorescens em um meio composto por: óleo de soja 2% (v/v), K2HPO(4)0,2% (p/v), extrato de levedura 0,4 g/l, NH4NO3 3,7 g/l, 1 ml de oligoelementos (CoCl(3)20 mg/l, H3BO(3)30 mg/l, ZnSO(4)10 mg/l, Cu2SO(4)1 mg/l, Na2MoO(4)3 mg/l, FeSO(4)10 mg/l MnSO4 2,6 mg/l) e pH 7,2. Conclusão. Três gêneros microbianos foram isolados da rizosfera da piteira, sendo Pseudomonas fluorescens a bacté ria com maior potencial na produção de biossurfactantes da família dos rhamnolipídeos.