Biosurfactantes Producidos Por Cepas Bacterianas Aisladas Desde La Antártica Con Potencial Uso Biotecnológico

Abstract

Los biotensoactivos son moléculas anfipáticas compuestas por dos regiones, una hidrofílica y otra hidrofóbica. Son excretados extracelularmente por diferentes microorganismos, tales como bacterias, hongos y levaduras. Dentro de estos existen los biosurfactantes que disminuyen la tensión superficial del agua. Otro grupo, son los bioemulsificantes, que se clasifican como moléculas de alto peso molecular, y que no disminuyen la tensión superficial del agua. Estos tipos de biomoléculas poseen un alto interés económico, dado la gran variedad de aplicaciones en las áreas de la industria alimenticia, cosmética, farmacéutica y biotecnológica. El objetivo de esta Tesis Doctoral fue caracterizar los biosurfactantes producidos por cepas bacterianas aisladas desde suelos y sedimentos antárticos con potencial uso biotecnológico. Se analizaron muestras de sedimentos marinos, dulceacuícolas, y muestras de suelo, obtenidos en las islas Shetland del Sur y en la Península Antártica, desde sectores prístinos e impactados. La selección de bacterias productoras de biosurfactantes se realizó mediante la capacidad de producir hemólisis completa y la generación de halos azules en medio de cultivo agar azul. Las bacterias seleccionadas se caracterizaron e identificaron morfológica, bioquímica y molecularmente. La producción de biosurfactantes se realizó empleando el medio de cultivo líquido Bushnell Haas, enriquecido con diferentes fuentes de carbono (glucosa, glicerol, aceite de oliva y n-Hexadecano) durante siete días a 20ºC. La actividad de los biosurfactantes producidos se determinó con los test del colapso de la gota, de desplazamientos en aceite y la medición de la tensión superficial de los sobrenadantes libres de células. Además, se comprobó la estabilidad de los biosurfactantes en diferentes temperaturas, salinidad y pH. El biosurfactantes con mayor actividad, fue purificado y caracterizado químicamente mediante espectroscopía (IR-FT) y cromatografía líquida acoplada a espectrometría de masas (LC-MS). De un total de 157 cepas evaluadas, 10 fueron positivas para hemólisis completa y agar azul, de las cuales 6 cepas fueron aisladas desde lugares prístinos y 4 cepas desde lugares impactados. La identificación molecular indicó que estas cepas correspondían a Streptomyces luridus, Stenotrophomonas maltophilia, Arthrobacter scleromae, Pseudomonas fluorescens, Arthrobacter siccitolerans, Ochrobactrum intermedium, Pseudomonas sp., Pseudomonas brenneri, Pseudomonas fluorescens y Pseudomonas fragi. La caracterización fisicoquímica de los sobrenadantes, mostró que las fuentes de carbono aceite de oliva y n-Hexadecano estimularon la producción de biotensoactivos, puesto que el 90% presentó actividad en colapso de la gota, el 40% presentó actividad de emulsificación sobre un 80% y el desplazamiento en aceite de oliva obtenido fue sobre 1 cm, para el 90% de los sobrenadantes evaluados. El sobrenadante de la cepa Streptomyces luridus So3.2 fue el que presentó la mayor actividad tensoactiva. Su biosurfactante purificado mostró una composición lipídica con un carbohidrato, la tensión superficial fue de 25,52 mN/m, no es tóxico para Artemia salina y tiene la capacidad de inhibir la formación de biopelículas en Proteus vulgaris y Salmonella typhimurium. Dada sus características se sugiere su potencial utilización en la recuperación de hidrocarburos en derrames, en la industria farmacéutica y cosmética.