Optimización de las condiciones de operación para la hidrólisis de proteínas en residuos de langostinos (Litopenaeus vannamei) empleando una bacteria proteolítica (Shewanella sp.)

Abstract

El objetivo del presente trabajo de investigación fue optimizar las condiciones de operación para la hidrólisis de proteínas de residuos de langostinos (RL), que permita, mediante el empleo de una cepa proteolítica, desproteinizar los RL, como paso preliminar para su adecuado manejo obteniendo una variedad de productos como hidrolizados proteicos, quitina, quitosano, astaxantina, sales de calcio, etc. Se evaluaron dos cepas bacterianas RL-08 y RL-42, de los géneros Shewanella sp. y Bacillus sp. respectivamente. Estas cepas fueron escogidas por su capacidad proteolítica, las cuales provienen del Laboratorio de Biotecnología del Instituto Tecnológico de la Producción (ITP) el cual, cuenta con un banco de cepas. Los resultados indicaron que la cepa RL-08 tuvo un mayor crecimiento en residuos de langostinos y fue más efectiva en desproteinizar los mismos en comparación a la cepa RL-42. Se realizó la optimización del bioproceso de DP mediante la metodología de superficie respuesta (MSR) empleando la cepa RL-08, para ello fueron evaluadas tres variables independientes por su efecto sobre el bioproceso de DP de residuos de langostino. La MSR consideró los efectos individuales y de interacción de las variables independientes temperatura (30, 35 y 40°C), tiempo (30, 42 y 54 horas) y cantidad de residuo de langostino (10, 17 y 24 p/v); mientras que las respuestas fueron porcentaje de desproteinización (%DP) y proteína soluble (mg de albúmina). Los resultados mostraron que la cepa RL-08 en su mejor ensayo (35°C, 42 horas y 28.8 p/v) fue capaz de reducir el contenido de proteína de los residuos de langostinos en un 79.5% (%DP), generando 207.4 mg de proteína soluble (mg de albúmina); sin embargo, el proceso no logró ser optimizado mediante la MSR.

The objective of the present investigation was to optimize the operating conditions for the hydrolysis of shrimp waste proteins (LR), which allows, through the use of a proteolytic strain to deproteinize the LR, as a preliminary step for their adequate management, obtaining a variety of products such as protein hydrolysates, chitin, chitosan, astaxanthin, calcium salts, between others. Two bacterial strains RL-08 and RL-42, of the genera Shewanella sp. and Bacillus sp. respectively were evaluated. The strains were chosen for their proteolytic capacity and come from the Biotechnology Laboratory of the Instituto Tecnológico de la Producción (ITP), which has a bank of strains. The results indicated that RL-08 strain had a higher growth in shrimp waste and was more effective in desproteinizing them than when the RL-42 strain was used. The optimization of the DP bioprocess was carried out using the RL-08 strain through the use of the response surface methodology (RSM), for which three independent variables were evaluated for their effect on the DP bioprocess of shrimp waste. The RSM considered the individual and interaction effects of the independent variable’s temperature (30, 35 and 40°C), time (30, 42 and 54 hours) and amount of shrimp waste (10, 17 and 24 w/v); while the responses were percentage of desproteinization (%DP) and soluble protein (mg albumin). The results showed that RL-08 strain in its best assay (35°C, 42 hours and 28.8 w/v) was able to reduce the protein content of shrimp waste by 79.5% (%DP), generating 207.4 mg of soluble protein (mg of albumin); however, the process could not be optimized by RSM.