Evaluación de bacterias antárticas como potenciales productoras de ácido láctico

Abstract

En la actualidad, la producción de compuestos biológicos de interés comercial a partir del uso de tecnologías verdes se encuentra en auge, debido a la necesidad de contribuir al desarrollo sustentable. El ácido láctico ha ganado relevancia, gracias a la a la versatilidad de sus aplicaciones y, a la posibilidad de ser producido de forma biotecnológica, a partir de un gran número de microorganismos. Estos pueden ser fácilmente encontrados en prácticamente todos los ambientes. La necesidad de aumentar el conocimiento científico sobre el continente antártico hace que este sea un lugar propicio para la búsqueda de estos microorganismos. En este trabajo, se aislaron dos cepas de bacterias ácido-lácticas antárticas pertenecientes al género Carnobacterium (IA y LUA). La cepa LUA fue seleccionada para el estudio de las condiciones fisicoquímicas para la producción de ácido láctico, tales como temperatura y pH del medio de cultivo. La temperatura óptima para la producción de ácido láctico fue de 20°C. En el caso del pH, los resultados indicaron que la cepa de trabajo no es capaz de crecer en cultivos con pH menor a 5, siendo 8 el valor de pH óptimo para la producción de ácido láctico. Posteriormente se evaluaron distintas fuentes de carbono y nitrógeno, con el fin de seleccionar aquellas que favorecieran la producción de ácido láctico. Como resultado, se seleccionó la fructosa como fuente de carbono y el sulfato de amonio como fuente de nitrógeno. Finalmente, se utilizaron métodos estadísticos para el diseño del medio de cultivo. Se estudiaron dos niveles de concentración de los cuatro factores principales, siendo estos: fructosa, sulfato de amonio, extracto de carne y extracto de levadura. Las respuestas analizadas fueron velocidad específica de crecimiento celular, velocidad inicial de la producción de ácido láctico y concentración de ácido láctico (en g/L). Los resultados permitieron conocer el tipo de influencia de cada factor y la concentración para la cual la respuesta estudiada es máxima. En el primer caso, el valor máximo de la respuesta se obtiene cuanto se utilizan 27,1 g/L de fructosa, 19,1 g/L de sulfato de amonio, 11,1 g/L de extracto de carne y 5,3 g/L de extracto de levadura, mientras que, en el segundo caso, el máximo se obtiene con 31,7 g/L, 21,2 g/L, 9,4 g/L y 5,3 g/L, respectivamente. El valor máximo de concentración de ácido láctico se alcanza con 33,9 g/L de fructosa, 16,8 g/L de sulfato de amonio, 9,4 g/L de extracto de carne y 5,7 g/L de extracto de levadura. A futuro, se podría escalar este proceso a biorreactores, evaluando diferentes modalidades de fermentación y utilizando sustratos provenientes de residuos industriales ricos en fructosa. Por último, sería interesante realizar un estudio técnico-económico, para evaluar la viabilidad del escalado a un nivel industrial.