Escalamiento y optimización de la producción de enzimas alginato liasas recombinantes

Abstract

La biorrefinería se define como una serie de procesos que permiten la obtención de variados productos de valor a partir algún tipo de biomasa. Debido a la extensa costa de nuestro país, la biorrefinaría de algas se presenta como una excelente alternativa para el desarrollo de nuevos capitales. Las algas contienen una gran cantidad de compuestos químicos útiles en variadas industrias, desde la farmacéutica hasta la de biocombustibles. Además, las algas pardas, llamadas así por su color, presentan hasta un 40% de su peso seco en alginato, azúcar que puede ser degradada por enzimas alginato liasas que rompen los enlaces formados por las subunidades del carbohidrato. Estudios realizados en la Universidad de Chile, lograron expresar 9 alginato liasas provenientes de 5 organismos distintos en volúmenes de 20 [ml] obteniendo 1 [U/ml]. De ahí la necesidad de escalar y determinar la factibilidad económica de su producción. En el presente trabajo, se logró escalar la producción 75 veces (20 a 1.500 [ml]), obteniendo en el mejor de los casos 5,81 [U/ml], esto se logró modificando las condiciones de operación. El cultivo se desarrolló a 37ºC en un medio Terrific con la adición de 5 [g/l] de lactosa. Se comparó además la actividad de la enzima producida con una versión comercial A, permitiendo determinar que la producción de 1,5 [l] de medio de cultivo es equivalente a 2,6 unidades de producto comercial de 100 [mg] o el equivalente monetario a CLP$ 504.888. Esto permite la obtención de una evaluación económica positiva para un proyecto de implementación de laboratorio para la producción de enzima, con un VAN superior a MM CLP$200 en un horizonte de evaluación de 10 años, con la producción, tres veces a la semana, de dos reactores de 1,5 [l]. Finalmente se corrobora la factibilidad económica de la producción en mayor escala de este producto, compitiendo con las versiones actualmente comercializadas. Esto se podría traducir en el impulso necesario para el desarrollo de industrias de biorrefinería de algas con aplicaciones en áreas tan diversas como combustibles, medicina, alimentación, farmacia, etc. Los estudios realizados en esta memoria se encuentran financiados por el fondo basal FB 0001 del Centro de Biotecnología y Bioingeniería, CEBIB.