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Universidad Abierta y a Distancia 
de México 
División de Ciencias de la Salud, 
Biológicas y Ambientales 
Ingeniería en Biotecnología 
 
 
Ingeniería de biorreactores II 
 
 
Unidad 2 
Evidencia de Aprendizaje 
Biorreactores enzimáticos 
 
Jessica Verónica Mendoza Prado 
ES202104539 
 Grupo BI-BIB2-2202-B1-001 
 
8 de agosto de 2022 
 
Síntesis del trabajo realizado 
Actualmente una gran cantidad de desecho relacionado con la producción de papel o la obtención 
de algún producto vegetal, como la extracción del jugo de la caña, han provocado que residuos 
de difícil biodegradación se acumulen en el medio, como la celulosa, componente esencial de la 
mayoría de las plantas que es además resistente a la fermentación. 
El uso de enzimas es una alternativa novedosa que propone la degradación de este tipo de 
residuos, acelerando el proceso y obteniendo algún beneficio para el humano en el proceso, 
como la obtención de alguna forma de combustible. 
La celulasa, que es la enzima tratada en el artículo, es una enzima originada en bacterias y 
hongos aerobios y anaerobios que es usada en la degradación de diversos materiales, con 
aplicaciones tanto a nivel ambiental como alimenticio y médico. Lamentablemente, la producción 
extracelular está limitada solo a ciertas especies, principalmente Trichoderma y Aspergillus, que, 
sumado a la complejidad del método de producción, provocan que se trate de un producto caro. 
Sus múltiples bondades y aplicaciones justifican la investigación en el campo para la producción 
de una enzima igual de eficiente pero más económica. 
El bagazo es entonces un medio idóneo para el crecimiento del hongo Aspergillus y la posible 
producción de la enzima, por tratarse de un medio económico, sencillo, de fácil obtención y alto 
en celulosa, que, bajo las condiciones ideales, según los reportes de otros sautores permite el 
crecimiento del hongo y la producción de la enzima. 
En este estudio se planteo el cultivo de Aspergillus niger en un medio de bagazo de caña de 
azúcar Saccharum officinarum. Se lavo el bagazo después de su recolección dos veces con agua 
corriente para después ser cortado en segmentos de 5x10 mm, se añadieron 200 mL de solución 
de NaOH 1.0 M, se calentó por 30 minutos y se enjuago con agua destilada estéril 5 veces, se 
seco en papel secante y después con la ayuda de una estufa por 10 horas a 60°C. Los cultivos 
fueron sembrados en agar para obtener una mayor cantidad, se hizo una suspensión de esporas 
que fueron inoculadas en el biorreactor compuesto por un frasco de vidrio de 2 L con motor de 
aire y 200g de bagazo dentro. Se roció un caldo de nutrientes y se incubo a temperatura ambiente 
23°C 
Para poder cuantificar la cantidad de celulasas producidas durante el experimento, cada día se 
tomo una muestra de 20g de bagazo que fue lavado con un buffer y centrifugadora 3k 
revoluciones por 15 min. Esta solución fue probada midiendo la capacidad catalítica de la enzima, 
colocando en un tubo de ensayo 3.5 Ml de una solución de carboximetilcelulosa a l 1%, se agrego 
0.5 mL de buffer de sodio 1.0 M y 1 Ml del extracto de las celulasas, incubándose a 50°C por 1 
hora y calentado por cinco minutos a 80°C, cuantificando la glucosa liberada, Tras el anova, la 
significancia fue de 0.5 y el intervalo de confianza del 95%. Las unidades enzimáticas de 
celulasas fueron calculadas como la cantidad de enzima necesaria para liberar 1 Micro mol de 
glucosa por minuto. Para asegurar una buena calidad de los resultados, se repitió tres veces 
consecutivas el análisis. 
Resultados 
Los resultados fueron muy alentadores, demostrando que, a mayor tiempo de incubación, mayor 
fue la producción de celulasas en el medio, con una producción total de 0.025UE de celulasas/mL 
hasta los 20 días. Esto demuestra en primer lugar que el hongo creció en el medio provisto, 
siendo el bagazo un medio nutricional adecuado a temperatura de 25°C y pH de 6.0, 
demostrando una nueva propuesta tanto para la obtención de la enzima como para la 
degradación de residuos vegetales con celulosa. 
Diagrama de flujo 
 
Conclusión 
Los biorreactores representan para la comunidad científica, biológica y tecnológica una excelente 
oportunidad de desarrollo de nuevas estrategias para la resolución de problemáticas humanas, 
desde la salud hasta la remediación del ambiente. Afortunadamente, la solución ara muchos de 
los complejos problemas que aquejan al ser humano se encuentran muchas veces en 
microorganismos, siendo estos capaces, gracias a las diversas y adversas condiciones que 
tienen que enfrentar para ser capaces de sobrevivir en el medio hostil, de producir enzimas y 
otros productos que son de interés. Ha sido tanto el desarrollo en este ámbito, que producen 
incluso a nuestra demanda componentes que no producirían normalmente, como el caso de E. 
coli y el uso de edición genética. Por esto, los biorreactores deben continuar siendo objeto de 
estudio y desarrollo, con continua mejora de las características para una producción mayor y una 
mejor relación de costo beneficio. 
Para el escalado del biorreactor analizado en el artículo, será necesario en primer lugar contar 
con un suministro suficiente de bagazo, pudiendo experimentar con el uso de otro desecho 
orgánico rico en celulosa que pueda servir como medio de cultivo. Será entonces necesario, dado 
el mayor volumen de materia a utilizar, que el biorreactor o contenedor sea de un tamaño mayor, 
considerando que el empleo sea en una industria pequeña, como plantaciones locales, 
permitiendo a los propietarios reintegrar más rápidamente la materia a la tierra. Podría usarse 
entonces un contenedor metálico, apropiadamente aislado del medio, sirviendo como la parte 
principal del biorreactor, con una inducción continúa de aire. El inóculo deberá ser entonces 
también mayor, siendo conveniente la instrucción en cultivos continuos del hongo, de manera 
que solo tenga que ser adquirido una vez. 
Referencias 
Llenque-Díaz, L. & Muñoz, M. & Espejo, E. (2015) Producción de celulasas por Aspergillus niger 
a partir de bagazo de caña de azúcar en biorreactor aireado. Ciencia y Tecnología N° 4, páginas 
39-49