Producción de ácido clavulánico por fermentación de streptomyces clavuligerus : evaluación de diferentes medios de cultivo y modelado matemático

Abstract

RESUMEN: El ácido clavulánico (AC) es un antibiótico b-lactámico con una potente capacidad inhibidora de la actividad b-lactamasa. En el presente trabajo se evaluaron cuatro medios de cultivo reportados en la bibliografía y uno propuesto por los autores, para la producción de AC. Se evaluó también la concentración de glicerol adecuada para el medio seleccionado y con base en los resultados obtenidos se realizó una evaluación de la producción de AC en un biorreactor de laboratorio. Se propuso un modelo matemático y se evaluó su ajuste a los resultados experimentales. Se observó que los medios complejos con presencia de una mezcla de aminoácidos libres, son adecuados para la producción de AC. El glicerol presentó un valor óptimo frente a la producción de AC en 50 g.L-1 y se observó el efecto inhibitorio a concentraciones de 100 g.L-1. Con el medio complejo y 50 g.L-1 de glicerol, la concentración de AC alcanzada fue de 994 mg.L-1. El modelo matemático propuesto que incluye una cinética tipo Contois para la biomasa y una cinética de formación de producto parcialmente asociado al crecimiento, presentan un ajuste significativo con un 95% de nivel de confianza.

ABSTARCT: Clavulanic acid (CA) is a b-lactam antibiotic exhibiting potent inhibitory capacity towards b-lactamases. In this paper we assessed the production of CA in four culture media reported in the literature compared to a novel culture medium. The results of lab-scale bioreactor studies were used to establish the optimum glycerol concentration in the selected media. It was observed that the presence of complex media with a mixture of free amino acids, are suitable for the production of CA. Glycerol showed an optimum value compared to the production of CA in 50 g.L-1 and inhibitory effect was observed at concentrations of 100 g.L-1. With the complex medium and 50 g.L-1 of glycerol, the concentration of CA achieved was 994 mg.L-1. A mathematical model was proposed and their fit to the experimental results was evaluated. The proposed mathematical model includes a type Contois kinetics for biomass and product formation kinetics partially associated with growth, and showed a significant adjustment with 95% confidence level.