PRODUCCIÓN DE ÁCIDO LÁCTICO UTILIZANDO COMO SUSTRATO LA LACTOSA POR Lactobacilus Plantarum: MODELO CINÉTICO Y EFECTOS DE PH.

INTRODUCCIÓN:

La fermentación por lotes por lactosa como sustrato para la producción de ácido láctico fue llevada a cabo por L. plantarum, está es una bacteria homofermentativa la cual degrada azucares en un 90% de ácido láctico y el 10% de CO2 y acetonía durante la fermentación. Esté estudio fue llevado a cabo en condiciones anaerobias.

El efecto del pH y la concentración de lactosa para la producción de ácido láctido y el crecimiento celular son fundamental. En la investigación llevada a cabo por (Wenge, 1999) se determinó que el pH óptimo para el crecimiento celular y la producción de ácido láctico es de 5 a 6; ya que si hay un aumento o disminución puede provocar una inhibición de crecimiento celular en la fase exponencial, estas variaciones de pH puede provocar una acidificación en el interior celular y tener una perdida en el transporte de nutrientes.

RESOLUCIÓN

L. plantarum es una bacteria de rápido crecimiento en condiciones óptimas puede exceder de 0.5 h^-1. El modelo de monod fue implementado para determinar los parámetros cinéticos de biomasa, producto y sustrato:

Tabla 1. Ecuaciones de monod

BIOMASA

dCx/dt= μmax (Cs/ks+ Cs)*Cx

SUSTRATO

dCs/dt= -Ys/x(dCx/dt)

PRODUCTO

dCs/dt= Yp/s(dCx/dt)

En estás ecuaciones se observa que no hay inhibición sobre el crecimiento celular con la variación del pH. A μmax y Ks pueden variar con función del pH, YX/S esté es el rendimiento de células que varía con respecto al pH, Yp/s es el coeficiente de rendimiento del producto y para estas condiciones se determinaron valores iniciales los cuales se representaban por Cxo, Cso y Cpo. Estos parámetros además del modelo de monod fueron estimados por métodos como Runfe-kutta de cuarto orden y el de Gaus.

Tabla 2. Parámetros cinéticos

Parámetros Datos Justificación

μmax 0.364 Fue la velocidad máxima de crecimiento de acuerdo al pH de 6.

Yx/s 0.39 Es el rendimiento de biomasa por sustrato obtenido al pH 6

Yp/s 1.02 Es el rendimiento del producto de acurdo a las condiciones iniciales.

Ks 44.4 Obtenida mediante las ecuaciones de Gauss, Runge-Kutta y monod para determinar la constante de saturación del sustrato.

Cx 41 g/l Concentración de biomasa final de acuerdo al pH.

Cxo 11 g/l Concentración inicial de biomasa la cual tuvo mayor cantidad de ácido láctico con respecto al Ph.

Cs

0.05 g/l Concentración de sustrato final, la cual se observó que se consumió casi en su totalidad.

Cso 40 g/l Concentración inicial de lactosa.

t 40 h Tiempo en llevarse a cabo la inhibición.

pH 6 En el cuál la producción de ácido láctico se llevó acabo sin inhibición y sin sustratos limitantes.

GRÁFICO DE PRODUCTO,

...