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EXOPOLISACÁRIDO PRODUCIDO POR LACTOBACILLUS FERMENTUM LF2: OPTIMIZACIÓN ESTADÍSTICA DE LA PRODUCCIÓN Y CARACTERIZACIÓN QUÍMICA DEL COMPUESTO OBTENIDO

FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA, UNIVERSIDAD NACIONAL DEL LITORAL/ INSTITUTO DE LACTOLOGÍA INDUSTRIAL 1; INSTITUTO DE TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS, FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA (UNL) 2; UNIVERSIDAD NACIONAL DEL LITORAL 3

Introducción y Objetivos:
Algunas bacterias lácticas (BAL) son capaces de producir exopolisacáridos (EPS), moléculas que pueden mejorar las propiedades reológicas de ciertos productos lácteos y a la vez, ejercer efectos benéficos para la salud del consumidor. La cepa autóctona L. fermentum Lf2 es capaz de producir 1 g/L de EPS con propiedades tecnológicas y funcionales demostradas, rendimiento elevado en comparación con otras BAL. Por lo tanto, se planteó como objetivo optimizar su producción y realizar su caracterización química a los fines de proponer su aplicación como ingrediente alimentario.
Materiales y Métodos:
Se realizó una selección de factores mediante modelos D-Optimal para un medio de cultivo semi-definido (SDM), con el fin de determinar las concentraciones de las fuentes nitrogenadas que optimicen la producción, como así también el tipo de fuente de carbono y el tiempo de fermentación. Luego se realizaron fermentaciones variando el pH (de 5 a 7) y la concentración de sacarosa (1 a 8% m/v) aplicando un modelo central compuesto. Se utilizó 0,53% m/v bacto casitona, 0,63% m/v base nitrogenada de levadura y 0,53% m/v citrato de amonio según las proporciones obtenidas previamente. Las fermentaciones se realizaron en un biofermentador de 2 L Sartorius Biostat A plus a 30°C por 48 h. Se tomaron muestras de 200 mL para realizar recuentos y extraer EPS por precipitación alcohólica. A partir del EPS purificado, se realizó un análisis estructural aplicando espectroscopía de resonancia magnética nuclear (RMN) 1H. Además, se determinó el peso molecular, el tamaño de partícula y la carga superficial de la molécula por espectroscopía de dispersión estática (SLS) y dinámica (DLS) de luz.
Resultados:
La mayor producción del EPS se obtuvo con 6,25% m/v sacarosa y pH 6,5, logrando un rendimiento de 1,8 ± 0,2 g/L EPS crudo, duplicando el obtenido en condiciones no optimizadas. El recuento celular fue de 8,5 log(UFC/mL). Mediante SLS se determinó que la solución de extracto de EPS presenta un PM promedio de (2,53 ± 0,03)103 kDa. El valor del índice de polidispersidad (PdI) fue cercano a 0,4 (por DLS), lo que sugiere una distribución del tamaño de partícula polidispersa, probablemente debido a la presencia de diferentes poblaciones de EPS con distintos tamaños de partícula, y se evidenció la presencia de dos poblaciones principales de EPS con diferentes tamaños. El valor potencial obtenido fue de -18 ± 2 mV (a una concentración de EPS de 0,75 mg/mL), por lo que se puede decir que el EPS tiene una carga neta negativa en una solución de NaNO3 0,1 M. Finalmente, se analizó el espectro unidimensional 1H RMN obtenido a 300 MHz. Se observaron 3 resonancias de protones en la región anomérica (d 5,50-4,50 ppm). Los valores de d (desplazamiento químico) obtenidos para las 3 señales sugieren que los protones H1 corresponden a carbonos anoméricos en configuración alfa. Debido a que el espectro fue obtenido a 293 K, no se pudo inferir sobre la presencia de protones en carbonos en configuración ß.
Conclusiones:
Se ha logrado optimizar el rendimiento de EPS de la cepa L. fermentum Lf2, duplicando el valor obtenido en condiciones no optimizadas y se pudo dilucidar que está principalmente formado por dos poblaciones de distinto tamaño, presenta carga neta negativa, un PM promedio de (2,53 ± 0,03)103kDa y se ha identificado la presencia de carbonos anoméricos alfa en su estructura.