Formación de biopelículas de bacterias ácido-lácticas aisladas de agave para la producción de ácido láctico Público Deposited
El mercado global de ácido láctico (AcL) se valoró en $3.37 mil millones de dólares en 2023, con una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) proyectada del 8% para 2030. Esta proyección se debe a la creciente demanda de AcL en las industrias alimentaria, química, farmacéutica y cosmética. Además, la necesidad de reducir el uso de plásticos derivados del petróleo y la adopción de polímeros biodegradables y renovables, como el ácido poli láctico derivado del AcL, han impulsado positivamente su demanda. La producción de AcL se basa principalmente en carbohidratos obtenidos del almidón de maíz y la caña de azúcar. Sin embargo, se ha encontrado que los fructanos del agave también pueden ser utilizados para producir AcL. Al usar el jugo de la hoja de agave en fermentaciones lácticas, se añade un valor integral al agave. El objetivo de este estudio fue evaluar las condiciones para la formación de biopelículas de BAL aisladas del agave, para una posterior aplicación en la transformación de fructanos de agave en AcL. Los resultados indicaron que las bacterias ácido-lácticas (BAL) aisladas del agave, pertenecientes a los géneros Lacticaseibacillus y Enterococcus, pueden formar biopelículas robustas con fructanos comerciales de agave sin necesidad de hidrólisis previa. La cepa más efectiva fue Lacticaseibacillus paracasei DG8, con un valor de (DO=4.64). Además, se identificaron las condiciones óptimas para la formación de biopelículas: 30 g de fructanos comerciales de agave, una mezcla de proteínas (extracto de levadura, peptona y extracto de carne), un pH inicial de 6.5 y un tiempo de fermentación de 5 días. Con esta cepa, fue posible reutilizar las biopelículas en tres ciclos para la producción de AcL, triplicando el rendimiento en comparación con las células planctónicas y facilitando la separación del producto y la biomasa. Por otro lado, se analizó la posibilidad de utilizar el jugo de la hoja de agave para la formación de biopelículas y un futuro aprovechamiento en la producción de AcL. En la caracterización se encontró predominancia de oligosacáridos (entre 60 y 75%) entre los carbohidratos analizados. Estos carbohidratos fueron aprovechados en forma planctónica por el microorganismo para su crecimiento obteniendo crecimiento máximo (X Max) = 13 g/L y un rendimiento producto sobre sustrato (Y p/s) = 95.35%. Estos resultados indicaron que el jugo de la hoja de agave sin la adición de ningún nutriente es un medio que podría ser aprovechado para la producción de AcL. Adicionalmente en los estudios para la formación de biopelículas con jugo de la hoja de agave, se demostró que las saponinas impiden la formación de biopelículas, ya que al alcanzar niveles de concentración de 48.11% se logra la formación de biopelículas (DO=0.379). Es importante señalar que este trabajo es una pequeña contribución a un proyecto global donde se aprovecha la hoja de agave de forma integral. La pulpa se utiliza para ensilados y producción de compuestos bioactivos, la fibra para enriamiento microbiano y aprovechamiento en textiles, y el jugo para fermentaciones lácticas. En conclusión, los hallazgos de este estudio indican que este trabajo constituye una contribución importante, allanando el camino para la producción de AcL a partir del jugo de las hojas de agave, aprovechando la generación biogénica de biopelículas por BAL.
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