- Objetivos
- Revisión bibliográfica
- Anexo: Cultivo a escala laboratorio de algas
- Anexo: Fotografías de microorganismos productores de lípidos
- Conclusiones
- Conocer los tipos de microorganismos que son útiles para la fabricación de aceites y lípidos
- Conocer las características de los aceites y grasas producidos por los microorganismos
- Conocer algunas de las especies de los diferentes géneros, que están involucrados en la síntesis de lípidos y mostrar alguna de sus características.
- Conocer algunas de las características de los medios de cultivo y equipos que se utilizan en la síntesis de lípidos microbianos.
No todos los microorganismos pueden ser considerados como fuente abundante de aceites y grasas, ya que para permanecer como células vivas estas necesitan de un contenido mínimo de lípidos en sus membranas y en su estructuras membranosas. Aquellos microorganismos que albergan gran cantidad de aceite se les suele llamar oleaginosos. De las diferentes especies de levaduras ( 600 ), sólo 25 suelen acumular algo más que 20% de lípidos y de las 60000 especies de mohos solo 50 acumulan más de 25 % de lípidos. Los lípidos acumulables por los microorganismos son principalmente trilgliceroles, por lo que esto se debe tomar en cuenta para optimizar la producción cuando se quiere otros tipos de lípidos.
Los procesos para acumular lípidos en mohos y levaduras comenzaron en la época de los 30 y 40 ‘s
Se ha encontrado que microorganismos tales como bacterias, levaduras y mohos, así como algas sintetizan en condiciones adecuadas de cultivo entre el 25 % y el 70 % de su peso seco en forma de grasas. Hasta el momento la obtención de las necesidades lipídicas humanas se basa por la obtención de grasas y aceites a partir de animales o vegetales ,las que de por sí son mucho más baratas. Aunque no hay que descartar la obtención de estas por microbios, ricas en aceites grasos esenciales, principalmente si se consideran que en el futuro pueden escasear estas o podrían servir para la alimentación animal.
Otra utilización de estas grasas y aceites esenciales es la obtención de detergentes, que también pueden ser sintetizados biotecnológicamente con microorganismos y la obtención de biocombustibles sustitutos del petróleo, se ve como una alternativa valida en algas.
La síntesis de ácidos grasos, tiene lugar, igual que la degradación oxidativa de parafinas para obtener ácidos grasos, a través del producto intermediario acetil CoA, solo que en sentido inverso con gasto de energía de síntesis. En el cultivo en parafinas estas pueden incorporarse directamente a las grasas sin síntesis de novo , tras su oxidación a ácidos grasos y una eventual y restringida elongación de la cadena carbonada.
Además de las parafinas también son adecuados para la obtención de grasas los sustratos azucarados principalmente.
Fig : degradación microbiana de n- parafinas
De las levaduras son especialmente adecuadas las especies de Candida, Lipomyces, Rhodotorula, Endomyces, Lipomyces; las bacterias que son buenas formadoras de grasas, tenemos Streptococus, Enterobacter, Bacillus, Mycobacterium, Pseudomonas; para el caso de los mohos las especies de Mucor, Rhizopus, Penicillium, Aspergillus y Fusarium.
Además de elegir las cepas adecuadas, son importantes sobre todo los sustratos pobres en nitrógeno y fósforo para que haya un almacenamiento importante de grasas en la célula microbiana. Por ello en muchas levaduras la mejor síntesis de grasas se consigue cuando el medio de cultivo tiene un contenido de nitrogeno de un 50 – 70 % por debajo del contenido óptimo.
Las bacterias para la obtención de grasas se cultivan en medios muy ricos en azucares, intensamente aireados, frecuentemente añadiendo glicerina y con un aporte que suponga sólo el 25 – 40 % del nitrógeno óptimo. Las células de las distintas especies contienen así un 25 – 30 % de grasas con los ácidos esteáricos, palmítico y oleico.
Lamentablemente los porcentajes de producción de ácidos grasos son bastante bajos, con respecto a los otros géneros; sin embargo se pueden rescatar distintos esfuerzos en este sentido su aplicación comercial apunta a la generación de aceites y alcoholes que puedan ser usados en petroquímica.
Con las levaduras productoras de grasas, puede obtenerse hasta un 50 – 74 % de las mismas.
Un típico patrón de crecimiento en cultivo batch puede verse en la figura
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