Optimización de la producción de ácido giberélico en cultivo sumergido

Abstract

Las giberelinas constituyen un importante grupo de hormonas vegetales relacionadas con el crecimiento y desarrollo de numerosas plantas superiores. Estas hormonas pueden ser producidas por diversos microorganismos, empleándose en las fermentaciones industriales a Gibberella fujikuroi para su biosíntesis. Entre todas las giberelinas, el ácido giberélico (AG3) es el que presenta mayor actividad biológica, y en esto radica el interés comercial en esta fitohormona. En su nivel de producción intervienen numerosos parámetros, muchos de ellos ya estudiados, pero el nivel óptimo de estas variables presenta diferencias respecto a la cepa empleada. Gibberella fujikuroi produce ácido giberélico como parte de su metabolismo secundario, cuya síntesis comienza cuando la fuente de nitrógeno es agotada en el medio de cultivo. Su producción es proporcional a la concentración inicial de nitrógeno y a la disponibilidad de carbono al agotarse el nitrógeno del medio. El presente proyecto consistió en determinar algunas de las condiciones óptimas de cultivo (concentración inicial de glucosa, relación entre nitrógeno orgánico e inorgánico, relación carbono / nitrógeno y potencia por unidad de volumen), así como la interacción de los factores mencionados por medio de superficies de respuesta. Además, se probó el intervalo de confianza al que se ajusta este método de análisis estadístico para la optimización de las condiciones de la fermentación. Se evaluó el efecto combinado de la concentración inicial de glucosa y la relación entre el nutriente complejo (agua de cocimiento de maíz) y fuente de carbono (glucosa) en fermentaciones en matraz. Los resultados obtenidos en estas fermentaciones fueron empleados para seleccionar entre las dos cepas de que se dispone (Gibberella fujikuroi NRRL 2278 y Gibberella fujikuroi NRRL 2284) a la que produjera la mayor concentración de AG3. La cepa seleccionada fue G. fujikuroi NRRL2284. Posteriormente, se estudió el efecto combinado de la potencia por unidad de volumen y la relación carbono nitrógeno en biorreactor de 3 L en la cepa G. fujikuroi NRRL 2284. El resultado de este trabajo fue la optimización de la producción del ácido giberélico (AG3) dentro de la UPIBI, pasando de 0.6 g/L a 0.78 g/L (Rel. C:N =15.62, P/V= 14.96 kW/hm3) a nivel biorreactor.