Diseño de sistemas de fermentación en estado sólido para la producción de enzimas extracelulares hidrolíticas poliméricas por hongos filamentosos

Diseñamos sistemas de fermentación versátiles en estado sólido, plátanos, producción de enzimas por hongos. Explorando cómo los diferentes inductores, tipos de inoculares y sistemas rotativos mejoran la escalabilidad y el gel.

La ampliación de los sistemas rotativos de fermentación en estado sólido manteniendo condiciones homogéneas, transferencia de oxígeno y rendimientos enzimáticos constantes sigue siendo un desafío experimental clave.

Demostramos que los sistemas de fermentación de estado sólido rotativos producen de cuatro a seis veces más en los mismos rendimientos que la fermentación sumergida, lo que demuestra su versatilidad y escalabilidad para múltiples enzimas.

Nuestro protocolo integra mezcla rotativa, diversos tipos de protocolos y variedad de inductores específicos, lo que garantiza geles enzimáticos de alta gama, crecimiento homogéneo y aplicabilidad en múltiples sistemas enzimáticos.

Nos centraremos en ampliar el sistema de fermentación de estado sólido rotatorio para explorar su aplicación para producir enzimas novedosas en los sectores de la bioenergía alimentaria y el medio ambiente.

[Narrador] Para comenzar, lave el salvado de trigo tres veces con agua destilada estéril para eliminar los residuos de materia orgánica, los desechos y el polvo. Extienda el salvado de trigo lavado en una bandeja de aluminio y séquelo en un horno a 60 grados centígrados durante 24 horas. Para preparar la suspensión de esporas, transfiera un disco de barrena de cinco milímetros de diámetro saturado con micelio a una placa de barrena de dextrosa de papa fresca. Incube la placa a 28 grados centígrados durante cinco a siete días, o hasta que el micelio sature el medio. Luego agregue cinco mililitros de agua destilada estéril al plato y, con un asa estéril, separe las esporas de la superficie. Ahora, prepare una dilución de uno a 100 de la suspensión de esporas, utilizando agua destilada estéril. Agregue 10 microlitros de la suspensión a la cámara de Neubauer y cuente las esporas con un microscopio. Para cultivo líquido, use pinzas estériles para transferir un disco de barrena saturado de micelio a una placa de barrena de dextrosa de papa fresca. Incube la placa a 28 grados centígrados hasta que el medio esté completamente saturado. Preparar 25 mililitros de caldo de patata dextrosa en un matraz Erlenmeyer estéril de 125 mililitros, y esterilizar el matraz en autoclave para esterilizar el medio. A continuación, transfiera un disco de micelio de cinco milímetros de la placa de PDA saturada al caldo estéril. Incube el matraz en un agitador a 125 RPM durante 24 a 48 horas, ajustando el tiempo según la cepa fúngica. Recolecte dos mililitros del caldo cultivado para la preparación del inóculo y otros dos mililitros para la determinación del peso seco. Para la inoculación directa de discos de micelio, coloque el disco de barrena saturado de micelio en una placa de barrena de dextrosa de papa fresca e incube a 28 grados Celsius hasta que el medio esté completamente saturado. Prepare el tubo de sustrato con cinco gramos de salvado de trigo, 0,5 gramos del inductor y 5,5 mililitros de agua, y autoclave el tubo a 15 libras por pulgada cuadrada durante 15 minutos. Después del enfriamiento, inserte la sonda de electrodo directamente en el reactor a diferentes profundidades para medir la humedad relativa, utilizando un higrómetro basado en electrodos. Inocular el sustrato con un mililitro de suspensión de esporas, que contenga 10 a la potencia de seis a 10 a la potencia de siete esporas por mililitro. Agite los tubos a máxima velocidad durante cinco minutos en ciclos de un minuto para evitar la aglomeración del sustrato. Luego coloque los tubos en un mezclador rotativo con un eje horizontal. Incube el mezclador rotativo en una incubadora ajustada a la temperatura óptima de crecimiento del microorganismo. Para la extracción enzimática, vuelva a suspender el sustrato en 20 mililitros de tampón preenfriado después del período de fermentación deseado. Agite los tubos en ciclos de un minuto a máxima velocidad, seguido de un minuto sobre hielo. Filtrar la suspensión con filtros de papel y presionar para extraer mecánicamente el sobrenadante. Finalmente, centrifugar el sobrenadante a 3.000 G durante 15 minutos a cuatro grados centígrados para clarificar el líquido. Después de seis días de fermentación en estado sólido, el sustrato mostró una colonización fúngica visible con una red micelial fibrosa que cubría la superficie. La formación de glucosamina a través de la hidrólisis del quitosano fue significativamente mayor en trichoderma harzianum bajo fermentación en estado sólido, lo que indica que la actividad de la quitinasa en este caso fue mucho mayor que en la fermentación sumergida. De manera similar, la actividad de la amilasa por aspergillus lentulus fue significativamente elevada en la fermentación en estado sólido en comparación con la de la fermentación sumergida.