Evaluación de las proteínas hidrolizadas del lactosuero como fuente de nitrógeno en la fermentación láctica de la lactosa

Evaluation of hydrolyzed whey proteins as a nitrogen source in the lactic fermentation of lactose

Se evaluó una estrategia para el aprovechamiento y la valorización de las proteínas del lactosuero resultante del proceso de obtención de cuajada a partir de leche ácida. Se plantean las etapas de precipitación (desnaturalización térmica y ácida) e hidrólisis enzimática, para su posterior uso como fuente de nitrógeno en la fermentación de la lactosa para la obtención de ácido láctico. Se encontraron las mejores condiciones de pH y T en la hidrólisis, 10 y 60 ºC, respectivamente, evidenciando un tamaño molecular para los hidrolizados inferior a 6,5 kDa. Finalmente, fueron utilizados en la fermentación láctica de la lactosa con Lactobacillus casei ATCC 393, a concentraciones de 1 %p y 7 %p. Se realizaron también pruebas utilizando extracto de levadura al 1 %p como referencia. El crecimiento microbiano (2,1*10⁹ y 1,9*10⁹ UFC/cm³), el rendimiento producto/sustrato (0,78 y 0,76 g/g) y la productividad (0,41 y 0,30 g/dm³.h) fueron similares para los medios con extracto de levadura e hidrolizado al 1%P, respectivamente, mientras que el hidrolizado al 7 %P mostró cierta inhibición, que podría estar relacionada con un alto contenido de nitrógeno total en el medio y que se vio reflejada en las variables de respuesta mencionadas anteriormente (9,5*10⁸ UFC/cm³, 0,53 g/g y 0,18 g/dm³.h).

Introducción

El ácido láctico es un compuesto higroscópico, orgánico, incoloro e inodoro, de baja volatilidad, utilizado en procesos alimenticios, farmacéuticos y químicos. Se proyecta que su mercado mundial alcance una tasa de crecimiento anual compuesta de 16,7 %, en el periodo 2017-2021 (Business Wire Inc., 2017). En el caso de Colombia, los datos del Departamento Administrativo Nacional de Estadística (DANE) muestran una producción nacional casi nula, junto con una marcada tendencia de incremento en la importación del ácido láctico y de sus sales (lactatos). El 90 % de su producción a nivel mundial se lleva a cabo por vía biotecnológica mediante mecanismo fermentativo, el cual tiene la ventaja de formar uno de sus dos isómeros ópticos, (dextrógiro D(-) o levógiro L(+)), dependiendo principalmente del microorganismo seleccionado y de las condiciones dispuestas en el medio de fermentación. El L(+) ácido láctico es deseable para aplicaciones de grado alimenticio y para la producción de plásticos biodegradables.

Las bacterias del género Lactobacillus son de amplio uso para este tipo de procesos fermentativos gracias a su capacidad de metabolizar monosacáridos y disacáridos como la glucosa y la lactosa con buenos rendimientos y productividades. Sin embargo, estos microorganismos, requieren como fuente de nitrógeno complejos nutricionales, ricos en aminoácidos y vitaminas que estimulen su crecimiento y por ende la producción de ácido láctico. Este aspecto juega un papel fundamental en la productividad y en la factibilidad económica del proceso, por lo cual su adecuada selección es muy importante. En la literatura se ha reportado el uso de extracto de levadura, debido a que es una fuente de nitrógeno de fácil asimilación, que conduce así, a productividades más altas, gracias al contenido de purinas, pirimidinas y vitamina B.