Producción de carotenoides y lipasas extracelulares, por la levadura R. glutinis R4, para su aplicación en procesos industriales

VIÑARTA SILVANA CAROLINA; CASTELLANOS DE FIGUEROA LUCIA INES; ANGELICOLA MARIA VIRGINIA; AYBAR MANUEL JAVIER; ARROYO FLORENCIA ; MERLINI CAMILA

Simposio; 5º Simposio Argentino de Procesos Biotecnológicos (SAPROBIO 2018); 2018

ResumenDiversas Rhodotorula spp. son ampliamente conocidas por la producción de carotenoides por lo cual las Rhodotorula spp de la Antártida podrían considerarse como potenciales productoras de estos pigmentos. Además algunas Rhodotorula spp excretan lipasas extracelulares. Se estudió la capacidad de Rhodotorula glutinis R4, una levadura antártica, para producir carotenoides y lipasas extracelulares en un medio de cultivo líquido modificado (MIM) a base de glicerol. Los ensayos se realizaron a distintos tiempos de cultivo (48 h, 72 h, 96 h y 120 h), a 25ºC y utilizando distintas concentraciones de glicerol (30g/L, 40g/L y 60g/L). Se observó producción de carotenoides en las 3 concentraciones de glicerol evaluadas a lo largo del tiempo de cultivo. La mayor producción se obtuvo a las 72h tanto a 30g/L como a 40g/L y a las 120 hs a 60g/L de glicerol. Las muestras que contenían 30 g/L y 40 g/L de glicerol presentaron actividad lipasa, por el contrario, las muestras con 60 g/L que no presentaron actividad. Palabras clave: Carotenoides, lipasas, Rhodotorula glutinis, glicerol.1. IntroducciónLas Rhodotorula spp de la Antártida son potenciales productoras de pigmentos carotenoides de estructura terpenoide, los cuales poseen un elevado valor nutricional, propiedades antioxidantes y previenen el foto-envejecimiento por lo cual son de gran interés para la industria alimentaria, farmacéutica y cosmética (Mata-Gomez y col., 2014). Algunas Rhodotorula spp excretan lipasas al medio extracelular (Paparaskevas y col., 1992), las cuales poseen diversas aplicaciones en la industria, como modificación de alimentos, producción de detergentes, cosmética, etc. y, sobre todo, para realizar procesos de transesterificación análogos a la catálisis química en la industria del biodiesel, lo que conduce a proponer su recuperación para su aplicación en biorrefinerías de tercera generación.El objetivo de este trabajo fue estudiar la capacidad de R. glutinis R4 para producir carotenoides y lipasas extracelulares utilizando glicerol como fuente de carbono y evaluar la influencia de la concentración de glicerol en la producción de estos metabolitos.2. MetodologíaSe trabajó con la levadura oleaginosa Rhodotorula glutinis R4 aislada de la Antártida Argentina (Viñarta y col., 2016). La capacidad para producir carotenoides y lipasas extracelulares se evaluó en un medio de cultivo líquido modificado a base de glicerol, MIM. La levadura se cultivó con distintas concentraciones de glicerol (30 g/L, 40 g/L y 60 g/L), aeróbicamente con agitación orbital a 25ºC durante 120 h y se tomaron muestras cada 24 h a partir de las 48 h de cultivo (48 h, 72 h, 96 h y 120 h). Los carotenoides se extrajeron con solventes según Amaretti y col. (2014), se caracterizaron espectrofotométricamente y se cuantificaron según Davis (1976). Se determinó actividad lipasa en los sobrenadantes de cultivo utilizando p-nitrofenilpalmitato (p-NPP) como sustrato, siguiendo la técnica de Winkler y Stuckman (1979).3. ResultadosSe observó producción de carotenoides en las 3 concentraciones de glicerol evaluadas a lo largo del tiempo de cultivo. Con concentraciones bajas de glicerol (30 g/L y 40 g/L) se obtiene mayor producción de carotenoides a las 72 h, alcanzando valores de 104,6 µg g-1 y 104,97 µg g-1 respectivamente. Cuando trabajamos con concentraciones más altas como 60 g/L glicerol la mayor producción se alcanza a las 96hs con un valor de 87.26 µg g-1. En las muestras que contenían 30g/L y 40g/L de glicerol, la levadura presentó actividad lipasa en todos los tiempos ensayados, por el contrario, las muestras con 60g/L de glicerol no se observó actividad lipasa. 4. DiscusiónLos resultados demostraron que Rhodotorula glutinis R4 de la Antártida puede ser considerada como plataforma para procesos industriales, en la industria alimentaria, farmacéutica y cosmética, debido a su destacada capacidad para la producción de carotenoides y lipasas en un mismo proceso. Estos resultados son alentadores dado que la producción de los metabolitos de interés podría incrementarse con la optimización de medios y condiciones de cultivo en estudios posteriores.5. Conclusiones La levadura R.glutinis R4 presenta la capacidad de producir carotenoides y lipasas utilizando glicerol como fuente de carbono. Con concentraciones de glicerol de 30 g/L y 40 g/L se obtiene mayor producción de carotenoides y la levadura es capaz de liberar lipasas extracelulares.Existen microorganismos capaces de producir en simultáneo productos de gran valor agregado que pueden ser utilizados para distintos fines, con el objetivo de generar un proceso lo suficientemente sustentable para aprovechar de manera más eficiente los recursos. 6. Bibliografía Amaretti A., Simone M., Quartieri A., Masino F., Raimondi S., Leonardi A., Rossi M. (2014). Chemical Engineering Transactions.Davies BH. Carotenoids. (1976). In Goodwin TW (ed) Chemistry and biochemistry of plant pigments. 2nd edition, vol 2. Academic Press, London, pp 38-165.Mata-Gómez L.C., Montañez J. C., Méndez-Zavala A., Aguilar C. N. (2014). Microbial Cell Factories.Paparaskevas D., Christakopoulos P., Kekos D., Macris B. J. (1992). Biotechnology Letters. Volume 14,Issue 5, pp 397-402Viñarta S.C.; Angelicola M.V.; Barros J.M.; Fernández P.M., Aybar M.J.; Figueroa L.I.C. (2016). Journal of Basic Microbiology. (DOI: 10.1002/jobm.201600099)Winkler U.K., Stuckmann M. (1979). Journal of Bacteriolology, 138: 663-670.