Optimización de la Producción de Xilanasa Bacteriana a Partir de Bacillus sp. K1 con el Uso de Residuos Lignocelulósicos

Resumen

Las xilanasas son enzimas que hidrolizan el xilano, produciendo azúcares fermentables tales como xilosa y xilobiosa con aplicaciones industriales muy diversas entre las que destaca el biobleaching y la producción de bioetanol de segunda generación. El objetivo principal del presente estudio se enfoca en la optimización de la producción de xilanasa bacteriana por parte de la bacteria Bacillus sp. K1. La misma ha sido previamente aislada de muestras de madera en putrefacción recolectadas en las premisas de la Universidad de Lakehead para su Departamento de Biología. Las variables investigadas para la optimización fueron físicas tales como pH, temperatura y volumen de inóculo; y de composición del medio de fermentación tales como fuente de carbono, fuente de nitrógeno orgánico e inorgánico y relación porcentual entre dichos componentes. Adicionalmente, se determinó el efecto de iones metálicos (sodio, potasio, magnesio, calcio, ferroso, niqueloso, cúprico, cobaltoso y manganoso) y surfactantes (Polisorbato-20, dodecil sulfato de sodio y Triton X-100) en la actividad enzimática de la xilanasa producida. La mayor producción de xilanasa fue tras 36h de fermentación y las condiciones físicas óptimas asociadas a la producción de xilanasa fueron pH 6, temperatura 35 ºC y volumen de inóculo 1%. La composición óptima del medio de fermentación determinada está constituida por: Afrecho de trigo 4%, Glucosa 0,5%, NH₄NO₃ 0,5%, K₂HPO₄ 0,1%, KCl 0,1%, MgSO₄ 0,05%, peptona 0,5%, SDS 0,1%. La actividad enzimática generada es de 264,96±7,89 IU/L, con un 248,79% de incremento con respecto al inicial. Los inhibidores más importantes fueron los iones cúprico y manganoso con 32,00% y 49,16% de inhibición comparado con el experimento de control.