Producción de Bio-Insumos a partir de Descartes Agroindustriales

RICHARD ZAPATA; LUCIA HINTERMEISTER; ESTEBAN A. SÁNCHEZ; PABLO A. TORRESI; JUAN C. YORI

Santiago de Chile

Simposio; IV Simposio Latinoamericano de Biocatálisis y Biotransformaciones (IV SiLaByB) y III Jornada de Biocatálisis (JBiocat); 2022

Universidad de Santiago de Chile, Pontificia Universidad Católica de Valparaíso, Universidad de Chile, Universidad de Talca, Universidad de La Serena y Universidad Mayor

Los ácidos grasos ω-3 (AG ω-3), como el ácido eicosapentaenoico (EPA) y docosahexaenoico (DHA) tienen propiedades vasodilatadoras, antiinflamatorias, antidepresivas, inmunomoduladoras, cardioprotectoras y neuroprotectoras. Los AG ω-3 son acumulados en plantas y microalgas del fitoplancton. La obtención de EPA y DHA con microalgas genera un producto de excelente calidad, sin contaminantes ni toxinas, y a bajo costo. La provincia de Santa Fe genera numerosos descartes hortícolas (40%) que son fuentes de C económicas. El estudio de procesos biotecnológicos con microalgas empleando melazas obtenidas de descartes regionales para generar aceite rico en DHA arrojó varios resultados promisorios. La cáscara de huevo es una de las formas más comunes de residuos alimentarios. Su producción mundial es de 50.000 tn por año. Se compone de cáscara (CC) y membrana de la cáscara (MC), una estructura proteica. La MC contiene 94% de carbonato de calcio, 1% carbonato de magnesio, 1% de fosfato de calcio y 4% de materia orgánica, siendo un descarte valioso de la industria avícola. Su disposición final se efectúa en rellenos sanitarios, y produce problemas de contaminación ambiental, alteración microbiana, proliferación de roedores, y olores. Se puede obtener insumos a partir de MC como colágeno, ácido hialurónico, condroitina, glucosamina, queratina y lisozima, utilizados en productos medicinales y estéticos, mientras que desde CC se obtiene calcio con usos en alimentación humana y animal. El colágeno de MC es un excelente biomaterial utilizado en sustitutos de la piel para mejorar la cicatrización de heridas, por su abundancia en proteínas, baja inmunogenicidad y alta estabilidad. El presente trabajo evalúa el desarrollo de una tecnología de producción de aceite rico en aceite rico en DHA empleando una cepa de Aurantiochytrium sp., que fue crecida en medios de cultivo formulados con descartes regionales económicamente competitivos como glicerol y extractos de batata, papa, soja y zanahoria. Los cultivos se realizaron en frascos agitados incubados a 30 °C y 200 rpm durante 120 h. Al cabo de ese período se cosecharon y se determinó concentración de biomasa y aceite mediante técnicas gravimétricas. En función del rendimiento de aceite rico en DHA por biomasa seca (YP/X) y de la abundancia regional del glicerol, se seleccionó a este insumo como fuente de C para los medios de cultivo en ensayos posteriores. El mayor rendimiento de biomasa seca (10,6 g L-1) fue obtenido con glicerol de descarte. El aceite obtenido posee un contenido de DHA del 47,8 % (m/m) en relación a los ácidos grasos totales, lo cual es adecuado para continuar con el escalado del bioproceso a un reactor de mayor volumen efectivo. El grupo se encuentra trabajando en la separación de los componentes de la cascara de huevo (CC, MC y colágeno) para plantear un esquema de valorización integral de dichos componentes. Se buscará integrar ambos tipos de compuestos para la administración eficaz de los AG ω-3 de uso tópico, necesarios para el mantenimiento de la hidratación y elasticidad de la piel, previniendo la entrada de microorganismos patógenos. El tratamiento tópico con aceites ricos en DHA puede acelerar la cicatrización de heridas de forma significativa mediante modulación de la actividad inflamatoria. El aceite rico en DHA se pueden dispersar en matrices lipídicas como nanopartículas lipídicas nanoestructuradas (NLN) para mejorar la administración cutánea tópica y alcanzar una concentración terapéutica en las células de la piel. Al aplicar las NLN sobre la piel se espera que proporcionen un efecto de hidratación cutánea y una mejora celular. Las NLN como dispersiones acuosas de nanopartículas son eficientes y fáciles de aplicar al estar soportadas en colágeno.