Producción de celulasas bacterianas termoestables utilizando papel periódico reciclado como sustrato

Abstract

A partir de 18 cultivos bacterianos, se hizo una selección en dos niveles. La primera, en base al carácter cualitativo de la actividad de celulasas, cuyo indicador de selección fue la mayor zona de hidrólisis en medio sólido de producción con papel periódico, que resultó en una subselección de 4 bacterias. La segunda, en base al carácter cuantitativo de la actividad de las enzimas, cuyo indicador de selección fue la mayor actividad de celulasas totales (FPU.mL xviii -1 ), generando una bacteria selecta, CB-13; la misma que fue identificada molecularmente por secuenciamiento de su gen ARNr 16S presentando una similitud al 99 % y 97 % con la secuencia parcial del gen ARNr 16S de Geobacillus thermoparaffinivorans strain Ba3 y Geobacillus thermoparaffinivorans strain Et2/4, respectivamente. Dicha bacteria se aplicó en fermentación sumergida, en donde por medio de la aplicación de los diseños experimentales de Plackett-Burman y Box-Behnken, se intentó mejorar la producción de enzima; se determinó que la composición del medio mejorado, en % (p/v), es: papel periódico 0,30; lactosa 0,25; sucrosa 0,25; (NH4 )2 SO4 1.17, CaCl2 0,06; extracto de levadura 0,2; MgSO4 .7H2 O 0,11; KH2 PO4 0,90; peptona 0,15; pH 6,5; temperatura de cultivo a 60 °C y tiempo de incubación 72 horas; el mismo que genera un rendimiento promedio de 97,44 FPU.gss -1 . Se intentó separar y purificar la β-glucosidasa, mediante cromatografía y su respectivo análisis electroforético de las fracciones resultantes, obteniéndose su peso molecular aproximado de 92,6 kDa. Finalmente, se realizó la caracterización funcional de las celulasas totales, mostrando el pH de 7,0 y la temperatura de 70 °C como óptimos para la actividad; además, se evaluó la termoestabilidad, resultando estable, aproximadamente, durante 4 horas a temperatura de 70 °C y 2 horas a 80 °C.