Optimización de un medio de cultivo para la producción de biomasa de Nocardia sp. a partir de residuos de naranja como sustrato / Optimization of a culture medium for Nocardia sp. biomass production with orange residues as a substrate

RESUMEN

Se evaluó el rendimiento en la producción de biomasa de Nocardia sp. EP3-MC3 a partir de la fermentación sumergida de los residuos de naranja (RN), empleando la metodología de superficie de respuesta (MSR) para establecer las condiciones óptimas del proceso. Se utilizó un diseño compuesto central ortogonal con tres variables concentración de sustrato, tiempo y temperatura de fermentación, para estimar un modelo polinomial de segundo orden a partir de 17 tratamientos; la región de exploración para ajustar el modelo fue 70-150 g/l de RN, 24-60 horas de fermentación y 30-50 ºC de incubación de los medios de cultivo. Los RN poseen mayor cantidad de carbohidratos potencialmente fermentables (65,8%). Con la MSR se determinaron las siguientes condiciones óptimas del proceso fermentativo pH 6,5, 100 rpm, 30,4 ºC, 59,30 h y 71,6 g/l de RN, bajo las cuales se estimó 4,5 g/l de biomasa, superior al valor observado (2,83 g/l), lo que sugiere la presencia de factores inhibidores en el medio de crecimiento. El contenido proteico fue alto (31%) pero su digestibilidad baja (59%). Se concluyó que la producción de biomasa microbiana es factible bajo las condiciones obtenidas, sin embargo, debe ser pre-tratada para aumentar su digestibilidad.

ABSTRACT

The yield of Nocardia sp. EP3-MC3 biomass production, from submerged fermentation of orange residues (OR) using the answer surface method (ASM), was evaluated for establishing the optimal conditions of the process. A central orthogonal composed design, with three variables was used substrate concentration, fermentation time, and temperature, to estimate a second order polynomial model starting from 17 treatments; the exploration region for adjusting the model was 70-150 g/l of OR, 24-60 fermentation hours, and 30-50ºC for incubation of culture media. The OR contain a greater amount of potentially fermentable carbohydrates (65.8%). With ASM we determined the optimal conditions of the fermentation process pH 6.5, 100 rpm, 30.4ºC, 59.30 h and 71.6/l of OR, under which there was an estimate of 4.5 g/l of biomass, higher than the observed value (2.83 g/l), which suggests the presence of inhibiting factors in the growth medium. The protein content was high (31%), but its digestibility low (59%). It was concluded that microbial biomass production is possible under the conditions used; nevertheless, it should be treated to increase its digestibility.