Producción de β-glucosidasas por cultivos de bacterias termófilas indígenas del altiplano boliviano

Resumen

β-glucoside production by thermophilic bacteria indigenous the bolivian altiplano culture

Resumen

Las β-glucosidasas son enzimas que poseen actividad hidrolítica y transferasa o transglucosidasa. Tienen diversas aplicaciones; en la biosíntesis de oligosacáridos, producción de etanol utilizando residuos agrícolas y en la industria de vinos. La aplicación industrial, sin embargo, requiere estabilidad a temperaturas elevadas, por lo que los microorganismos termófilos tienen gran interés. El propósito de esta investigación es el de optimizar el medio de cultivo anaerobio de bacterias termófilas, para aumentar la producción de β-glucosidasas. Esta enzima es producida por tres aislados bacterianos: FT3, 2B y P5 los cuales fueron aislados de la región andina de Bolivia. El aislado bacteriano FT3 mostró una actividad β-glucosidasa de 0,35 [UI/mL]. Se tomaron como variables dentro de la optimización del medio de cultivo las fuentes de nitrógeno y de carbono, y el pH. Así también se probaron dos sistemas de cultivo: células libres y encapsuladas. Empleando extracto de levadura como fuente de nitrógeno se obtuvo una actividad de 0,52 [UI/mL]. En la optimización del pH del medio de cultivo se obtuvo una actividad de 0,81 [UI/mL] a pH 5. Como fuente de carbono se eligieron los hidrolizados de paja de trigo y paja de quinoa llegándose a obtener actividades de 1,27 y 1,34 [UI/mL] respectivamente. Se estableció que la localización celular de la enzima β-glucosidasa es extracelular y presenta estabilidad hasta una temperatura de 80 °C y un pH de 7.

Palabras clave: optimización, células inmobilizadas, bacterias extremófilas.

 Abstract

 The β-glucosidases possess hydrolytic and transferase activity or transglucosidase. They have various applications; such as biosynthesis of oligosaccharides, production of ethanol using agricultural residues and wine industry. However for industrial application, stability to high temperatures is needed. Therefore a great interesting in the thermophile microorganism study exist. The purpose of this research is to optimize the culture medium of thermophilic anaerobic bacteria to increase the production of β-glucosidase. This enzyme is produced by three isolate bacterial FT3, 2B and P5 which were isolated from the Andean region of Bolivia. FT3 isolate showed β-glucosidase activity of 0.35 [IU/mL]. In regards to the optimization of culture medium variables such as nitrogen source, carbon source and pH were taken into account and also the combination with free and encapsulated bacterial cells. Yeast extract was the selected source of nitrogen obtaining an activity of 0.52 [IU/ mL]. The optimal pH was 5 obtaining an activity of 0.81 [IU/mL]. The selected carbon source was the hydrolyzed wheat straw and quinoa straw obtaining activities of 1.27 and 1.34 [IU/mL], respectively. The cellular localization of β-glucosidase enzyme is extracellular and provides stability to temperature of 80 °C and stability at pH 7.

Key words: Optimization, immobilized cells, extremophile bacteria.