Optimización de la producción de lípidos por Rhodotorula graminis en medio conteniendo melaza mediante la aplicación de metodología de superficie de respuesta

PABLO C. GIORDANO; VIRGINIA PEREYRA; CATERINA RUFO; SILVANA VERO; HECTOR C. GOICOECHEA

Montevideo

Congreso; 5to Congreso Iberoamericano y 2do Uruguayo de Química Analítica; 2012

Facultad de Química de la Universidad de la República

El biodiesel es un biocombustible líquido que consiste en ésteres de monoalcoholes de cadena corta con ácidos grasos, los que se obtienen principalmente del aceite extraído desde vegetales oleaginosos, lo cual puede implicar la distracción de recursos alimenticios y el empobrecimiento de los suelos [1]. Una alternativa al empleo de estos vegetales es el uso de microorganismos oleaginosos, productores de “aceite unicelular” [2]. Para incrementar los rendimientos y reducir los costos es útil la aplicación de herramientas quimiométricas y el uso de recursos de bajo valor económico. El objetivo del presente trabajo fue optimizar la composición de un medio de cultivo a base de melaza para maximizar el contenido de lípidos en Rhodotorula graminis. Para esto, se empleó una cepa de Rhodotorula graminis que se mantuvo en agar PDA a 4ºC. Todos los cultivos se incubaron a 28ºC y 150 rpm y fueron inoculados con un precultivo de la cepa incubado en medio conteniendo melaza y NH4NO3. Finalmente, se centrifugó la biomasa y se cuantificó ópticamente. Luego, se cuantificó gravimétricamente el contenido de lípidos saponificables siguiendo un protocolo desarrollado en el laboratorio. Se planteó un diseño central compuesto en el que se consideraron 3 factores: A-concentración de melaza (40-180 g/L), B-relación carbono/nitrógeno libre asimilable (1-50) y C-día de cosecha (3-7 días desde la inoculación). Se tuvieron en cuenta 2 respuestas: 1-concentración de biomasa (g/L) y 2-contenido de lípidos saponificables (g/L). Los datos colectados se analizaron usando un software de diseño experimental. Ambas respuestas se ajustaron con modelos cúbicos siendo los 3 factores significativos en el caso de la respuesta 2, y A y C en el caso de la respuesta 1, con coeficientes de determinación (R2) de 0.963 y 0.800, respectivamente, lo cual refleja la buena calidad de ambos ajustes. Luego, se aplicó la función deseabilidad para obtener la combinación óptima de factores que garantice la mayor acumulación de lípidos, la cual resultó ser: A=111 g/L, B=50 y C=5 días con valores predichos para las respuestas 1 y 2 de 13.7 g/L y 4.3 g/L, respectivamente. Realizando experimentos independientes se comprobaron los resultados predichos (15.10 +/-  0.82 g/L) para la respuesta 1 y (4.94 +/-  0.27 g/L) para la respuesta 2. En conclusión, empleando herramientas quimiométricas, se optimizó un medio de cultivo a base de melaza que garantiza una buena acumulación de lípidos por parte de la levadura oleaginosa Rhodotorula graminis. [1] - J.A. Duffield, Inhal. Toxicol. 19, 1029 (2007)     [2] - S. Galafassi, D. Cucchetti, F. Pizza, G. Franzosi, D. Bianchi, C. Compagno, Bioresour. Technol. 111, 398 (2012).