DIVISIÓN DE BIOTECNOLOGÍA

ENSAYO DE:

CULTIVO MONOXÉNICO SUMERGIDO DEL NEMATODO

ENTOMOPATÓGENO, Steinernema carpocapsae CABA01, EN

BIORREACTOR AIRLIFT CON RECIRCULACIÓN INTERNA.

ALUMNO:

LUIS FERNANDO ALLENDE FÉLIX

ASIGNATURA:

INGENIERÍA DE LAS FERMENTACIONES

PROFESOR:

EDUARDO CUEVAS RODRÍGUEZ

GRUPO:

8IBT1

FECHA DE ENTREGA:

29 DE NOVIEMBRE DE 2013.

La contaminación actual en campos de agricultura mexicana se ve afectada

principalmente por el uso de fertilizantes y plaguicidas a base de sustancias

químicas, estos no solo contaminan el suelo, sino por lixiviación pasan a los

mantos acuíferos y contaminan el agua, llevando así un grave efecto a la salud

humana que consume este líquido.

El presente ensayo trata acerca del uso de un parasito entomopatógeno en fase

infectiva juvenil de los géneros Steinernema y Heterorhabditis para el control

biológico de un amplio número de insectos plaga como larvas de escarabajos en

viñedos y pastos.

Pero ¿Cómo se lleva a cabo el control biológico de plagas?

Steinernema y Heterorhabditis forman una relación simbiótica con bacterias Gram

negativas de los géneros Xenorhabdus y Photorhabdus, estos son llevados al

intestino del parásito infectivo juvenil, el cual es el único nematodo

entomopatógeno que puede vivir fuera del insecto huésped y tiene la habilidad de

buscar a su presa e invadirla, liberando así a su bacteria simbionte dentro de la

plaga, donde esta bacteria liberará toxinas y enzimas responsables de la muerte

del insecto así como un medio nutritivo capaz de producir el crecimiento y

reproducción de nematodos entomopatógenos que posteriormente se liberarán y

buscaran un nuevo huésped.

Conociendo la importancia de este entomopatógeno la producción masiva ha sido

de gran interés actual. Se ha buscado un método para su producción a gran

escala, uno de ellos es el cultivo monoxénico sumergido usando biorreactores,

también se ha utilizado la técnica de cultivo in vivo tras obtener nematodos de

mayor calidad. Sin embargo aun falta disponer de bioprocesos más confiables, se

requieren más estudios concernientes a la formulación de medios de cultivo,

cinética de crecimiento poblacional, diseño de biorreactores y mejor exploración

de las condiciones de operación.

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Y a todo esto ¿Dónde entra la Biotecnología?

El corazón de la biotecnología se encuentra en el proceso de producción masivo

del parasito entomopatógeno en el biorreactor agitado neumáticamente del tipo

airlift con recirculación interna a través de un cilindro concéntrico.

Uno de los intereses principales que busca este ensayo es conocer las

condiciones de proceso que cambian con el tiempo, para lo cual el número de

Reynolds (Re) y el coeficiente volumétrico de transferencia de oxígeno (KLa)

fueron tomados como indicadores.

Así el proceso de operación inicia esterilizando el biorreactor durante 1.5 h con

vapor saturado a 98ºC. Luego el cultivo bacteriano fue incubado a 30ºC con

aireación de 1 volumen de aire por volumen de medio por minuto (vvm) durante 48

horas. Transcurrido este tiempo, las fases infectivo juveniles de S. carpocapsae

fue inoculado hasta una concentración de 1000 infecto juveniles/ml y cambiando la

temperatura a 22ºC y una aireación de 1 a 1.5 vvm. Cabe señalar que se

realizaron dos fermentaciones, para su comparación final.

Cada 4 días se tomó 30 ml de caldo para determinar las propiedades reológicas

de los caldos de fermentación tales como su viscosidad aparente, su densidad,

etc.

¿Para qué se realiza el cálculo del número de Reynolds?

Dentro del biorreactor se midió el número de Reynolds en la sección ascendente y

descendente del flujo, se determinó que si el flujo es laminar las condiciones de

apareamiento del nematodo eran favorecidas, en este sentido un incremento en el

número de Reynolds podría traducirse en una disminución de productividad de

nematodos entomopatógenos infectivos juveniles.

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¿Cómo afectan las condiciones de oxigenación durante las fermentaciones?

El coeficiente volumétrico de transferencia de oxígeno KLa fue considerado como

el índice de eficiencia de oxigenación lograda en los bioprocesos. Así la demanda

específica de oxígeno de los nematodos entomopatógenos puede cambiar si este

alcanza un nuevo estadio de desarrollo.

Después de 16 días las fermentaciones realizadas, que comenzaron con

aproximadamente 1000 nematodos infectivos juveniles por mililitro de medio

alcanzó concentraciones de 127 220 y 92 897 nematodos/ml con 99.6% y 96.56%

en fase infectiva juvenil para las dos fermentaciones respectivamente. Como

conclusión fue posible lograr la propagación masiva del nematodo

entomopatógeno usando el biorreactor airlift de circulación interna.

(Vergara, Rodríguez, & Chavarría, 2010)

REFERENCIAS

Vergara, G. M., Rodríguez, A. I., & Chavarría, N. (2010). Cultivo Monoxénico Sumergido del Nematodo Entomopatógeno. Recuperado el 26 de Noviembre de 2013, de http://www.smbb.com.mx/revista/Revista_2010_1/cultivo.pdf

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