Incluye bibliografía

Trabajo de grado (Ingeniero Ambiental ) Facultad de Ingeniería Universidad ECCI 2017

Según el DANE en su Censo Nacional Agropecuario del 2014, el 40.6% del área censada corresponde al sector Agropecuario, siendo este porcentaje tan solo el área rural dispersa en Colombia de lo cual se puede deducir que este porcentaje puede ser más alto. El sector agropecuario, siendo el sector primario de la economía del país (Banco de la república, 2015) obliga a darle un sobre uso al suelo, obligando a la aplicación de productos fitosanitarios y fertilizantes que generan impactos ambientales en el suelo, agua y aportan químicos en los alimentos que se consumen a diario. El gobierno quiere implementar prácticas tecnológicas amigables con el medio ambiente en los sectores agrícolas para que reemplacen los procesos químicos los cuales sean aplicables por los agricultores generándoles los mismos beneficios, económicos y de rendimiento en su producción. Otros países aplican técnicas biotecnológicas, en las cuales se emplean métodos biológicos y químicos que utiliza la misma naturaleza y Colombia está incursionando en estos temas. Estas ideas dieron paso al desarrollo de una investigación (Evaluación de Azotobacter sp. como bacteria fijadora de nitrógeno, eco tecnología para el sector agrícola colombiano, etapa 1), en donde se comprobó que la bacteria Azotobacter sp. Fija el nitrógeno atmosférico para reducirlo en amonio libre, el cual es absorbido por las plantas ayudándoles en su crecimiento. Esta primera etapa impulso a trabajar en la producción de un bioinsumo agrícola que sirva como fijador de nitrógeno en cultivos deficientes de este elemento. Con este proyecto se propone un procedimiento para la producción del enzima Nitrogenasa a partir de una bacteria fijadora de nitrógeno la cual posee este VI enzima que es el responsable de la reducción del nitrógeno disponible a nitrógenos asimilables para las plantas. El primer paso del procedimiento fue aislar la bacteria a partir de un suelo forestal con ayuda de un medio libre de nitrógeno llamado Medio Burk, para luego identificarla morfológica, bioquímica y molecularmente. Los resultados moleculares arrojaron que la bacteria aislada fue Brevundimonas sp., la cual tiene las características de fijación del nitrógeno por medio del enzima nitrogenasa. Seguido se determinó la mejor concentración para los dos componentes del medio Burk encargados de ayudar a expresar el enzima en este caso Na2SO4 y Na2MoO4. Para hallar la concentración que mejor expresará el enzima se modificó las concentraciones en 5 ensayos a los que se les llamo pre inóculos, se llevaron a diferentes rpm de agitación con temperatura de 30ºC, el seguimiento de su crecimiento se evaluó midiendo su absorbancia a 540 nm de 25 a 27 horas, lo cual permitió conocer su velocidad de crecimiento y tiempos de duplicación, en donde se escogió el comportamiento de una curva de crecimiento bacteriano que cumpliera con las fases de la curva de crecimiento bacteriano. Teniendo identificado las concentraciones que mejor expresaron el enzima, se llevaron al medio Burk para ejecutar la fermentación en un biorreactor de 2 litros fabricado en acero inoxidable de 16" el cual está diseñado para trabajar con un multi parámetros llamado GLX proporcionado por la Universidad. El crecimiento de la bacteria en fermentación sumergida bajo operación batch duro tres días, monitoreando parámetros físicos como pH, temperatura, oxígeno y dióxido de carbono, y conteo de las unidades formadoras de colonias (UFC) como parámetro microbiológico. Terminado los tres días se recuperó la biomasa (Bacteria y enzima expresada) por medio de centrifugación a 6000 rpm por 15 minutos y se contabilizo el enzima total por medio de una curva de proteína teniendo como patrón la gelatina. Esta concentración fue de 1,62 mg/ml. Concluyendo que por cada mililitro de la biomasa recuperada se encuentra 1,62 mg de enzima total.