La
Jacaratia mexicana
es una planta de la familia de las Caricáceas, la cual produce
enzimas proteolíticas capaces de competir
favorablemente en procesos industriales
donde se utiliza la papaína. Además, estas proteinasas presentan otras actividades
como la acción mitogénica y angiogénica en
mamíferos. Dada su importancia científica
e industrial, es de interés la producción de
dichas enzimas. Debido a que esta planta
silvestre produce frutos sólo
una temporada al año, una alternativa para disponer de
una producción constante de estas enzimas es
el cultivo de células en suspensión de J. mexicana.
En este trabajo se realizó
el cultivo de células de
J. mexicana
en tres tipos de
biorreactores de 0.5 L: airlift, columna de burbujeo y tanque agitado magnéticamente.
Además se usó un tanque con agitación mecánica
de 3.0 L. Se estudió el efecto del
desempeño hidrodinámico de éstos en la producción de enzimas proteolíticas, en el
crecimiento celular, consumo de sacarosa,
viabilidad y la morfología celular de los
cultivos de
J. mexicana.
El crecimiento de biomasa de
los cultivos celulares de
J. mexicana
fue similar (17%) en
el biorreactor
airlift
y en el de columna de burbujeo, mientras que en el tanque agitado
mecánicamente este incremento fue del 21%.
La actividad proteolítica obtenida en los
biorreactores de columna de burbujeo y
airlift
fue del
mismo orden de magnitud (1.2 x 104 UT/L), en cambio en el biorreactor de t
anque agitado la actividad
fue mayor (1.7 x 104 UT/L). La viabilidad de cultivos celulares de
J. mexicana
fue similar
(aproximadamente 84%) en los
tres tipos de biorreactores bajo las condiciones
hidrodinámicas estudiadas. Las
velocidades de corte generadas en las condiciones de
operación de los tres biorreactores estuvieron en el intervalo de 13 a 400 s-1; estas
velocidades no provocaron disminución en la producción de enzimas proteolíticas, ni
cambio significativo en la
viabilidad y morfología celular de dichos cultivos. Estas
evidencias experimentales
sugieren que las células de
J. mexicana
son resistentes al
estrés hidrodinámico dentro de las condiciones estudiadas.
Jacaratia mexicana
belongs to the family
Caricaceae, which produces proteolytic
enzymes capable to compete with papain in industrial processes.
In addition, these
proteases have another properties such as
mitogenic and angiogenic activities in
mammals. Because of its scientific and industrial importance, the production of such
enzymes is important. This wild
plant produces fruits only
one season a year, therefore
an alternative to have a constant production
of these enzymes is the cell suspension
culture of
J. mexicana.
In this work the cell culture of
J. mexicana
was carried out in three types of bioreactors
of 0.5 L: airlift, bubble column and magnetically stirred tank. Besides, it was used a 3.0 L
stirred tank with mechanical agitation. The effect of their hydrodynamic behavior on the
production of proteolytic enzymes, cell growth, sucrose consumption and cell morphology of
J. mexicana
cell cultures was studied.
The biomass production was similar (17%) in airlift and
bubble column bioreactors,
whereas it increased (21%) in the mechanically stirred tank. The proteolytic activity
obtained in airlift and bubble column bioreactors was in the same order (1.2 x 104 UT/L)
and it was higher in the mechanically stirred tank (1.7 x 104 UT/L) and the viability of the
J. mexicana
cell cultures was similar (about 84%)
in the three types of bioreactor under
hydrodynamic conditions studied. The shear rates generated under the operation
conditions of the three bioreactors
were in the range of 13 to 400 s-1. Proteases
production, cell viability and cell morphology were not affected by this range of shear
rates. These experimental evidences suggest that cells of
J. mexicana
are resistant to
the hydrodynamic stress generated
under the conditions studied.
