Evaluación de la actividad biosurfactante y antifungica de Bacillus atrophaeus mediante estrategias quimiométricas

Abstract

El interés en la sostenibilidad ha impulsado la búsqueda de biosurfactantes, moléculas producidas por microorganismos. Distinguiéndose de sus contrapartes sintéticas por ser biodegradables, provenir de fuentes renovables y tener un menor impacto tóxico en el medio ambiente. En resultados previos obtenidos con Bacillus atrophaeus se demostró que produce metabolitos con actividad surfactante y antifúngica de importancia biotecnológica. El objetivo de este trabajo fue analizar la producción de biomasa, biosurfactantes y actividad antifúngica utilizando estrategias quimiométricas.B. atrophaeus, se cultivó en un medio nutritivo estándar (g/L: NaCl 6; peptona de carne 15; extracto de levadura 3; glucosa 1), como el medio de referencia a partir de las cuales se modificó su composición.Para establecer las condiciones óptimas de las actividades en estudio, se realizaron sucesivos diseños estadísticos, utilizando el software Design Expert 11: 1) Factorial fraccionado, (25-1), las variables estudiadas fueron X1: Fuente de Nitrógeno (peptona y sulfato de amonio), X2: Fuente de Carbono (Glucosa y Sacarosa), X3: Mg (0 y 0,05 g/L), X4: Cu(II) (0 y 0,05 g/L) y X5: Ca (0 y 0,05 g/L). En base a los resultados se planteó un segundo diseño, 2) Factorial fraccionado (23).Los cultivos se realizaron con 50 mL de medio correspondiente durante 72h, a 30 °C y 150 rpm. Se tomaron muestras cada 24h, se centrifugaron a 10.000 xg durante 10 minutos y se determinó crecimiento celular por peso seco. Con el sobrenadante libre de células se realizaron ensayos de índice de emulsificación (IE) con kerosén y método de difusión en agar para medir la actividad antifúngica frente a Colletotrichum acutatum y un hongo aislado a partir de muestras de pan en mal estado.Con el primer diseño experimental se observó que del mayor IE se obtuvo con peptona y sacarosa mientras que el agregado de metales fue irrelevante. A partir de estos resultados se realizó un nuevo diseño fijando las fuentes antes mencionadas, incluyendo NaCl. Ambas actividades aumentaron en correlación al aumento de biomasa. Los valores IE mostraron ser los más bajo a las 24h, un máximo a las 48h, manteniéndose posteriormente. En relación a la actividad antifúngica se manifiesta después de las 48h, permaneciendo a las 72 h. Los mejores resultados para ambas actividades se observaron en el medio de cultivo con las concentraciones ensayadas más bajas de peptona y sacarosa (8 y 0,5 g/L, respectivamente), y la mayor concentración de NaCl (9 g/L). Estos resultados sugieren que los metabolitos responsables de estas actividades se producen en fase estacionaria. Las dos actividades evaluadas no se correlacionaron en todas las condiciones de trabajo, por lo que los metabolitos responsables de estas actividades serían diferentes. El método quimiométrico logró reducir las concentraciones de los componentes del medio, disminuyendo los costos en producción del biosurfactante.