Evaluación de desechos marinos como sustrato de bajo costo para la producción de biomasa bacteriana y polihidroxialcanoatos (PHAs)

Abstract

Los polihidroxialcanoatos (PHAs) son poliésteres sintetizados y acumulados por diversos microorganismos como reserva de carbono y energía. Estos biopolímeros muestran propiedades similares a plásticos de origen petroquímico con las ventajas de ser biodegradables, biocompatibles y producirse a partir de fuentes de carbono renovables. La limitante de esta tecnología radica en que la producción de PHAs tiene altos costos de producción. Esta investigación exploró el potencial de dos desechos alimenticios marinos como sustrato de bajo costo para la generación de biomasa bacteriana y para la producción de PHAs. Los resultados mostraron que el efluente de una enlatadora de atún y sardina de grupo Pando no fue útil para soportar el crecimiento bacteriano ni para la producción de PHAs debido a su bajo contenido nutricional (0.022 %). No obstante, los caldos de desechos de almeja chocolata (Megapitaria squalida), tuvieron un contenido de materia orgánica de 1.2 % por lo que resultaron eficientes para la producción de biomasa bacteriana y con potencial para estimular la producción de PHAs en cultivos de Vibrio sp. cepa Y01A1, bacteria productora de PHA aislada de este mismo desecho. La cepa Y01A1 tuvo una velocidad de crecimiento (K) de 0.5318 h-1 alcanzando una absorbancia de 1.79 (D.O. = 660 nm) a las 24 horas en un medio enriquecido con glucosa, mientras que Paracoccus seriniphilus cepa E71 tuvo una velocidad máxima de crecimiento de 0.4647 h-1 y una absorbancia de 1.72 a las 24 horas. En el medio elaborado con desecho de almeja chocolata (medio CAC), la cepa Y01A1 tuvo una velocidad máxima de crecimiento de 0.3019 h–1 y alcanzó una absorbancia de 1.93 en 74 horas y de 1.79 en 48 horas en el mismo medio con adición de pulsos de CAC° (medio CAC sin extracto de levadura). La cuantificación espectrofotométrica indirecta del poli-3-hidroxibutirato (PHB) a partir de ácido trans-2-butenóico (ácido crotónico) mostró valores de 2.23 (± 0.49) mg mL-1 a las 72 horas y 2.9 (± 0.5) mg mL-1 a las 144 horas de cosecha sin diferencias estadísticas significativas (P < 0.1) en un sistema de producción de dos etapas con glucosa como fuente de carbono y con limitación de nitrógeno. En el medio CAC sin pulsos, los valores de PHB fueron de 2.20 (± 1.3) mg mL-1 y de 3.02 (± 1.01) mg mL-1 en el cultivo con pulsos sin diferencias estadísticas significativas (P < 0.1). Debido a su rápido crecimiento, capacidad de acumular PHAs y capacidad de utilizar un sustrato complejo proveniente de desechos alimenticios marinos, Vibrio sp. cepa Y01A1 es un microorganismo prometedor para la producción de PHAs; sin embargo, se requieren mayores estudios y la optimización del proceso.