Cinética de crecimiento de Gluconacetobacter diazotrophicus usando melaza de caña y sacarosa: evaluación de modelos

Abstract

Gluconacetobacter diazotrophicus es una bacteria endófita promotora del crecimiento vegetal utilizada como inoculante microbiano en diferentes cultivos agrícolas. El objetivo del presente trabajo fue aplicar diferentes modelos matemáticos para representar su crecimiento en un cultivo sumergido por lotes empleando un biorreactor de 3 L y usando melazas de caña y sacarosa como fuente de energía. Se obtuvo el perfil temporal de pH, biomasa celular y azúcares totales. Se compararon los modelos estudiados por calidad de ajuste y complejidad y se realizó un análisis de sensibilidad paramétrica. Se consideraron modelos de cuatro y cinco parámetros con expresiones que incluyen efectos de inhibición por sustrato y por biomasa. El modelo con mayor calidad de ajuste fue el de Herbert-Pirt-Contois con coeficientes de determinación para biomasa y sustrato de 0,888 y 0,425 respectivamente. Estos valores indican una mayor correspondencia de los datos experimentales de biomasa con los datos calculados por el modelo, en comparación con los resultados obtenidos para azúcares totales para los que esta correspondencia fue menor. Este modelo generó la mejor combinación de calidad de ajuste y complejidad según el criterio de información de Akaike. El estudio cinético desarrollado permitió observar un comportamiento bifásico en la etapa de crecimiento de la bacteria cuando se cultiva en melaza y un efecto de limitación de su crecimiento por la biomasa. Los resultados obtenidos proporcionan una descripción matemática útil para el diseño, escalamiento y operación de un futuro proceso de producción de un inoculante microbiano a base de la bacteria G. diazotrophicus.