Estrategias de cultivo e inducción in vitro de células de Aristotelia chilensis (Maqui) para la obtención de antocianinas

Abstract

Las antocianinas del maqui son una materia prima de gran interés para la industria alimenticia y nutracéutica, debido al valor agregado que le confieren sus distintas propiedades farmacológicas y a la condición de endemismo de la especie vegetal. Por ello, en el presente trabajo se estudian diversas estrategias de producción in vitro de las antocianinas de Aristotelia chilensis y se concibe un proceso con alcances a escala comercial, buscando satisfacer parte de la creciente demanda por estos compuestos, prescindiendo de la recolección de los frutos del maqui. En cultivos de callo, se evaluaron cinco factores de crecimiento: concentración de sacarosa (3 y 6%), medio basal (MS y B5), luminosidad (L y O), fuente de explante (C, E y H) y hormonas (mezclas a, b, c y d); determinándose que, entre las condiciones de cultivo estudiadas, los tratamientos 3B5.E.L.a, 6MS.C.L.b, 3MS.E.O.b y 6B5.C.O.a presentaron la mayor velocidad de crecimiento celular; mientras que 3B5.C.L.d y 3MS.C.L.d destacaron por su alto contenido de antocianinas. Además, se observó que los callos morados podían seguir produciendo estos compuestos, aún en ausencia de las hormonas que inducían su síntesis, alcanzando aún una acumulación más alta que en presencia de estos químicos. En función de lo anterior, fue posible diseñar e implementar una estrategia de producción de antocianinas en suspensiones celulares de maqui. Este proceso contempló tres fases de cultivo: para aumentar la biomasa (Fase A), para inducir la acumulación de los metabolitos secundarios (Fase B) y para eliminar los residuos de la hormona 2,4-D (Fase C). En consecuencia, se evaluaron dos condiciones de cultivo para la Fase A, en luz (6MS.C.L.b) y oscuridad (6B5.C.O.a); mientras que para las Fase B y C se utilizaron los mismos factores que en 3MS.C.L.d, con y sin hormonas, respectivamente. Sin embargo, la acumulación de antocianinas en los cultivos en suspensión fue deficiente en comparación a la obtenida en callos. Adicionalmente, en la estrategia de cultivo con Fase A en luz, se estudió el efecto de dos elicitores (peróxido de hidrógeno y ácido clorhídrico) y un precursor (fenilalanina); no obstante, ninguno de estos factores favoreció una mayor acumulación de los metabolitos de interés. Finalmente, se concibió un proceso de producción in vitro de antocianinas, con alcances a escala comercial, basado en la implementación de un sistema de inmersión temporal para el cultivo de callos de maqui, el cual incluye el desarrollo de las tres fases de cultivo (A, B y C), anteriormente explicadas, en un periodo total de 40 semanas. De acuerdo a una evaluación técnico-económica, no se puede descartar que esta estrategia sea rentable, sin embargo no es técnicamente factible para altos niveles de producción y por lo tanto, no sería atractiva comercialmente; ya que únicamente es posible generar cantidades de antocianinas del orden de 100 mg por batch, equivalente al contenido en 12 g de fruto de maqui.