Biorreactor

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CONDICIONES ÓPTIMAS DE FERMENTACIÓN ACÉTICA.

La fermentación acética puede ser definida como un proceso bioquímico, por el cual las bacterias acéticas oxidan al etanol contenido en el sustrato alcohólico a ácido acético, bajo estrictas condiciones de aerobiosis. Las condiciones óptimas de fermentación se refieren a la ventaja de conocer la información acerca de la cinética de crecimiento bacteriano y de los procesos automatizados de fermentación. Para que la fermentación acética ocurra se deben cumplir una serie de requisitos que incluyen el suministro de oxígeno, la temperatura óptima y las características de la materia prima.

Características de la materia prima (sustrato).

Según LLAGUNO y POLO (1991), el sustrato alcohólico, debe estar libre de sabores y olores extraños, limpio, sin restos de azúcares fermentables que puedan provocar contaminaciones posteriores con levaduras.

En cuanto a la concentración de etanol, Gómez citado por DE ORY et al. (2002) plantea la influencia de la concentración de etanol sobre la fermentación acética y entrega una concentración óptima de 13 g/L. Aunque este valor depende de la concentración de otros compuestos tóxicos como ácido acético.

Otro factor que influye sobre la fermentación acética es la concentración de ácido acético. Bar citado por DE ORY et al. (2002), afirma que el ácido acético tiene un carácter de activador y a la vez de inhibidor, sobre la actividad del microorganismo Acetobacter aceti, por lo que han propuesto un efecto de activación sobre el crecimiento del microorganismo cercano a 10 g/L para el metabolismo bacteriano. La FIGURA 1 muestra los rangos óptimos de las concentraciones de etanol y ácido acético y su influencia sobre el crecimiento bacteriano.

FIGURA 1. Influencia de la concentración de etanol y ácido acético sobre el crecimiento bacteriano de

Acetobacter aceti. FUENTE: DE ORY et al. (2002).

-Influencia de la temperatura.

La temperatura del medio influye sobre el crecimiento de microorganismo. LLAGUNO y POLO (1991), DE ORY

et al. (1998b) y (2004) proponen una temperatura óptima de fermentación acética comprendida dentro del rango de 30 a 31 ºC; de esta forma, el proceso de

Fermentación es viable entre los 28 y 33 ºC. Sin embargo, cuando la temperatura es superior a 33 ºC o está por sobre la temperatura óptima, ocurre un proceso de desactivación bacteriana, en el cual las enzimas son denaturadas, la membrana dañada, causando que los constituyentes se dispersen y el organismo sea más sensible a los efectos tóxicos de la célula, además de aumentar las pérdidas de alcohol y productos volátiles.

-Influencia de la aireación.

El factor aireación, se considera fundamental, dado que las bacterias acéticas requieren de un suministro constante de oxígeno, además de una agitación orbital para homogeneizar el contenido y garantizar la aireación. La concentración de oxígeno disuelto en el medio se debe mantener constante, en torno a 2 mg/L y la cantidad de aire suministrado debe ser aproximadamente de 50 mL/min para 100 ml de medio lo que equivale a 0,5 vvm que es el volumen de aire introducido, por unidad de volumen de fermentador por minuto.

1La incorporación de aire es un proceso esencial, dado el carácter aerobio de las bacterias acéticas. Además de la cantidad de aire suministrado, se debe considerar la pureza y calidad de éste, las bacterias acéticas son sensibles a contaminantes presentes en el aire (LLAGUNO y POLO, 1991).No obstante, algunos autores mencionan que el proceso de fermentación acética es estrictamente dependiente sobre el oxígeno abastecido a la fase líquida y se requiere de un sistema de distribución gas-líquido para la transferencia de oxígeno, ya que afecta directamente sobre la productividad del proceso de fermentación (FREGAPANE et al.,1999).

Concentración

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