Estudio de la producción por fermentación de toxina tetánica

Abstract

El objetivo central de este trabajo consistió en estudiar algunas variables de la fermentación con Clostridium tetani para reducir el tiempo de fermentación e incrementar los rendimientos de la producción de toxina tetánica, a partir de las condiciones de producción del Instituto Nacional de Salud (INS). En este trabajo se estudió el efecto de la concentración inicial de glucosa y glutamato en el medio de cultivo, el tiempo de esterilización y la aireación superficial como factores que determinan los niveles de producción de toxina tetánica en cultivos por lotes de Clostridium tetani. El efecto de la concentración de glucosa y del tiempo de esterilización se estudiaron simultáneamente en cultivos sin agitación de 200 mL, en los intervalos 0 y 10 g/L, para 10 y 60 minutos respectivamente. Un cultivo desarrollado en un medio con 6 g/L de glucosa y esterilizado por 20 minutos a 121° C, produce la mayor cantidad de toxina respecto a los otros valores evaluados, con un promedio de 85 unidades de opacidad por mililitro (Lf/mL).Se realizaron fermentaciones en un reactor de tanque agitado de 5 L, variando la concentración inicial de glutamato entre 0 y 16 g/L. Se encontró que este factor no afecta la concentración final de toxina en la fermentación, induce incrementos en la biomasa producida y en la velocidad específica de crecimiento y reduce el tiempo de fermentación un 41% comparado con cultivos sin glutamato. La aireación superficial se estudió en cultivos con y sin agitación, se observó un aumento cercano al 50% en la producción de toxina en cultivos aireados no agitados, mientras que en cultivos agitados este efecto no fue significativo.

The main goal of this study was to reduce time and increase yields of the Clostridium tetani fermentation. In this work, factors that affect tetanic toxin production such as the initial concentration of glucose and glutamate, fermentation span, sterilization time and the superficial aeration were analysed. Initial glucose concentration and the sterilization time were studied simultaneously in 200 mL cultures without agitation. The initial concentration’s values were between zero and 10 g/L and the times between 10 and 60 minutes. Our results showed that cultures growing in medium containing 6g/L of glucose and sterilized by 20 minutes at 121ºC produced the highest toxin amount, with an average of 85 Lf/mL. To test the effect of the glutamate, fermentations were carried out in a stirred reactor with initial concentrations between zero and 16 g/L. Our data suggested that glutamate does not affect the yield of the toxin. However, it did increase biomass production and the rate of growth. Therefore, the fermentation span with the glutamate decreased in 41% compared with the fermentation without it. We used cultures with and without shaking to evaluate the superficial aeration. The production of the toxin increased 50% in aerated cultures without shaking while it was not affected in cultures with shaking.