Evaluación de la producción y extracción de zeaxantina a partir de una cepa antártica de Flavobacterium sp.

Las bacterias tienen un gran potencial para producir pigmentos tanto en eficiencia de producción, como en diversidad. A pesar de lo anterior, la gran parte de los pigmentos usados aún son producidos por síntesis química. En la actualidad se encuentran disponibles en el mercado unos pocos pigmentos extraídos de microorganismos: β-caroteno y licopeno de Blakeslea trispora, β-caroteno de Dunaliella salina, y Astaxantina de Haematococcus pluvialis. Estos pigmentos pertenecen a los carotenoides, los cuales son los pigmentos más abundantes en la naturaleza. La creciente demanda de los carotenoides se debe al aumento de su utilización como colorante alimentario y debido a su rol biológico y fisiológico. En bacterias no fotosintéticas, los carotenoides han sido considerados como metabolitos secundarios, que juegan un rol importante en la adaptabilidad del microorganismo. Proveen de protección contra la radiación ultravioleta, protegen a biomoléculas contra daños oxidativos y se ha demostrado su relación con la regulación de la fluidez de la membrana. El ecosistema Antártico es clave para la búsqueda de microorganismos que viven en ambientes extremos, con condiciones de altas cargas de radiación UV-B, cambios drásticos en las condiciones de luz, baja humedad y temperatura, por lo que podríamos esperar encontrar allí microorganismos con alto potencial para producir carotenoides. Para que la producción de pigmentos bacterianos sea económicamente viable es necesario contar con un medio de cultivo de bajo costo, mejorar la eficiencia de la fermentación y utilizar procesos más sustentables para la recuperación del producto. Se dispone de poca información en la bibliografía internacional de la producción de carotenoides a partir de bacterias a escala de reactor. La realización de una separación eficiente en cuanto a la concentración y pureza del extracto sigue siendo un desafío en el proceso. La utilización de ultrasonido y extracción con CO2 supercrítico han sido estudiados para la disrupción de las membranas. Sin embargo, los procesos de extracción siguen siendo ineficientes, representando una limitación significativa a la hora de la aplicación a escala industrial. Esta propuesta tiene como objetivo la producción de zeaxantina en fermentador a partir de una cepa antártica de Flavobacterium sp. El pigmento formado por cepas del género Flavobacterium puede contener entre un 95-99% zeaxantina. Se estudiaran las mejores condiciones operativas de producción, el modelado matemático de las cinéticas de producción de biomasa y carotenoide, y el estudio técnico económico de la propuesta. Además, se estudiará una alternativa para la extracción de carotenoides asistida con ultrasonido. Este trabajo pretende contribuir al conocimiento de las poblaciones microbianas antárticas y su potencial aplicación biotecnológica.