Biorrefinería de células fúngicas: un paso hacia adelante en la economía circular aprovechando el potencial de hongos endófitos nativos

Resumen

A pesar de las nuevas tendencias de consumo de productos de origen biológico, la industria química sigue dominando el mercado porque resulta más competitiva, en términos de rendimientos y productividad. Cuando se emplean células microbianas como biofábricas, las desviaciones metabólicas se traducen en la formación de co-productos que suelen ser desaprovechados y vistos como interferencia en la pureza del producto final. Esta anticuada concepción de las células como mono-productores limita el crecimiento de la industria de base-bio. Un ejemplo puntual es el procesamiento del material lignocelulósico para la generación de papel, donde los tratamientos químicos son el camino innegable, a pesar de ser altamente contaminantes. Aunque mucho se haya investigado ya, la lignina, el principal desecho de la industria papelera, sigue siendo un problema sin resolver desde la química convencional. Sin embargo, el horizonte se expande notoriamente cuando se integran estrategias biotecnológicas, como el tratamiento con lacasas.  

La producción de enzimas lacasa es atractiva debido a su potencial aplicación industrial no sólo en la modificación y degradación de la lignina, sino también en biorremediación de otros contaminantes, como los colorantes sintéticos. Si bien se sabe que muchos hongos endófitos son productores de lacasas, la selección adecuada de la cepa resulta crucial en un bioproceso. Como una novedosa alternativa, en este trabajo se aplica una estrategia sistemática de screening primario y secundario para la selección de una cepa candidata a la producción de enzimas lacasa en medio líquido, publicada anteriormente por los autores. Teniendo en cuenta que las fermentaciones en sumergido de hongos endófitos suelen ocurrir a base de sustratos simples y poco atractivos, i.e., glucosa, este trabajo se ha propuesto evaluar la producción de enzima lacasa a partir de la fermentación de Pheblia floridensis, empleando materia prima agroindustrial como fuente de carbono e inductor de la expresión de la actividad enzimática. Además, se busca aprovechar los azúcares libres residuales para la alimentación de subsecuente fermentación con Trichothecium spp., en la que se espera producir extractos antifúngicos contra Candida albicans y Moniliophthora roreri.  

Para la pre-selección del medio de cultivo de P. floridensis, se han probado dos materias primas (cáscara de plátano y semilla kernel de mango). De acuerdo al perfil de la velocidad de oxígeno transferido (OTR, en inglés), el rendimiento biomasa-oxígeno consumido y la actividad lacasa alcanzada, se ha elegido a la semilla kernel de mango como la fuente principal de carbono e inductor. En pruebas preliminares, se ha determinado que el hongo Trichothecium spp. consume principalmente glucosa para la producción de moléculas antifúngicas, por lo que los pasos posteriores de esta investigación involucran maximizar la liberación de este monómero, durante la fermentación de P. floridensis. 

Con los avances de este trabajo, se espera demostrar que es posible aprovechar más de una fracción en las fermentaciones fúngicas para la obtención de un portafolio atractivo de productos naturales, como enzimas lacasa y extractos antifúngicos. De esta manera se estaría contribuyendo a una concepción de las células fúngicas como biorrefinerías microscópicas con potencial de proveer metabolitos de interés industrial.