Ingeniería Química - Universidad Pública en Celaya, México

La zeaxantina es un pigmento  de gran importancia comercial debido a la diversidad de aplicaciones en la industria de los alimentos, incluyendo a la avicultura, la farmacéutica, los lácteos, y la panificación. Para lograr la optimización de la producción microbiológica de la zeaxantina se utilizó la cepa ATCC No. 21588 de Flavobacterium sp., la cual se llevó a cabo mediante la técnica de fermentación de cultivo sumergido con células en suspensión en una relación inóculo: medio de cultivo de 5 a 10 por ciento, en un reactor de tanque agitado de 14 L. Se utilizó un diseño central compuesto de Box-Beknhen (15 tratamientos) para investigar los efectos de aireación, mezclado y la relación inóculo: medio de cultivo. Los nutrientes en el medio de cultivo fueron: fuente de carbono (licor de remojo de maíz), nitrógeno (NH4Cl), fósforo (KH2PO4), manteniendo constante una concentración de magnesio de 1.5 g/L y oligoelementos de 0.5 ml/L y las condiciones de operación: temperatura (27°C), pH (7), velocidad de agitación (200 – 400 rpm) y flujo de aire (0.6 – 0.9 vvm). El análisis de varianza y las gráficas de superficie de respuesta de los datos obtenidos muestran que los factores más significativos son: aireación y mezclado, con un nivel de confianza del 95%. El análisis estadístico permitió encontrar las condiciones óptimas para la producción de zeaxantina en un tiempo relativamente corto; los valores fueron: velocidad de aireación 0.680 vvm, velocidad de agitación 264 rpm,  obteniendo con esta información un valor óptimo de 56.865  ppm de zeaxantina, con una productividad de 1.420 mg/ [(L)/ (h)] en un tiempo de 40 horas de fermentación y con una relaación de inóculo: medio de cultivo de 7.56.

Chemical Engineering

Zeaxanthin is a pigment of great commercial importance due to the diversity of applications in the food industry, including poultry, pharmaceutical, dairy, and bakery. To achieve optimisation of the microbiological production of zeaxanthin, strain passport ATCC 21588 of Flavobacterium sp. was used in the present study, which was carried out by means of the fermentation technique of cell suspension culture submerged in an culture medium to inoculum ratio at a concentration of 5-10%, in a 14-L stirred tank reactor. A central composite design by Box-Behnken (15 treatments) was used to investigate the effects of aeration, mixing and the inoculum to culture medium ratio. The nutrients in the culture medium were: carbon source (corn steep liquor), nitrogen (NH4Cl), phosphorus (KH2PO4), maintaining a constant magnesium concentration of 1.5 g/L and trace elements of 0.5 ml/L; the operating conditions were: temperature (27 °C), pH (7), agitation speed (200-400 rpm), aeration (0.6-0.9 vvm). The analysis of variance and the response surface graphs of the data obtained show that the most significant factors are: aeration and mixing, with a confidence level of 95%. The statistical analysis produced the optimal conditions for the production of zeaxanthin in a relatively short time; the values were: aeration speed 0.680 vvm, agitation speed 264 rpm, and with this information it was possible to obtain an optimum value of 56.865 ppm of zeaxanthin, with a productivity of 1420 mg/(L/h) in a fermentation time of 40 h and with an inoculum to culture medium ratio of 7.56.