CULTIVO DE BACTERIAS MARINAS EN SUERO LÁCTEO.

La invención se relaciona con el cultivo bacterias marinas en suero lácteo,

subproducto de la industria quesera y altamente contaminante y su posterior aprovechamiento como fuente de ácidos grasos poli-insaturados, tal como el ácido docosahexaenoico omega-3 (DHA) producido por dichas bacterias.

CULTIVO DE BACTERIAS MARINAS EN SUERO LÁCTEO

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La invención se relaciona con el cultivo de bacterias marinas en suero lácteo, subproducto de la industria quesera y altamente contaminante y su posterior aprovechamiento como fuente de ácidos grasos, tal como el ácido docosahexaenoico (DHA) producido por dichas bacterias.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Los ácidos grasos, constituyentes de los triacilgliceroles son necesanos para todos los seres vivos, pues no sólo son una fuente de energía, sino que además son fundamentales para el crecimiento, desarrollo y reproducción. Aquellos ácidos grasos que contienen dos o más dobles enlaces se denominan ácidos grasos poli-insaturados (del inglés, PUFA) . Los PUFAs son constituyentes de las membranas celulares y forman parte de los sistemas de señalización celular. Su deficiencia puede afectar negativamente la función celular y eventualmente puede conducir a la muerte. En particular, el PUF A de cadena larga de la serie omega 3 ( m3) , ácido eicosapentaenoico (C20:5m3, EPA) , ha sido objeto de diversas investigaciones debido a sus efectos beneficiosos observados en los lípidos plasmáticos de personas con cardiomiopatías coronarias, en el cáncer y en la artritis reumatoide. Desde el punto de vista fisiológico, una de las funciones más importantes de los PUF As es la de ser precursores de los eicosanoides, compuestos de veinte átomos de carbono (C20) . Los eicosanoides corresponden a prostaglandinas, prostaciclinas y leucotrienos (Simopoulos, 1991. J. Clin. Nutr. 54: 438-63) . Los eicosanoides derivados de los PUF As omega 6 (m6) tienen propiedades fisiológicas diferentes a aquellos que se originan de los PUF As m3. Las prostaglandinas se sintetizan por medio de la oxidación de los ácidos y-linolénico (C18:3m6, GLA) , araquidónico (C20:4m6, ArA) y EPA, los cuales regulan funciones secretoras, digestivas, reproductivas, procesos inmunológicos y de circulación sanguínea. El ácido docosahexaenoico (C22:6m3, DHA) ha sido reconocido como un componente importante de la leche materna, y contribuye al desarrollo normal del cerebro y del sistema nervioso de los recién nacidos (Nettleton, 1993. J. A Dietetic Assoc., 93:58-64) . Se han sugerido posibles funciones de los PUPAs frente a otros desórdenes (asma, dislexia, depresión, y algunas formas de cáncer) , aún cuando se requiere de mayor evidencia científica. Diversos países, entre los que se incluyen los países escandinavos y Canadá, han establecido valores para el consumo diario de ácidos grasos poli-insaturados m3. Estas recomendaciones se encuentran en el intervalo de 1 a 1, 5 g/ día para adultos.

Distintas investigaciones han demostrado también la esencialidad de los PUF As m3, en especial de ArA, EPA y DHA, en la formulación de alimentos empleados en acuicultura (peces y larvas de crustáceos) . Actualmente, los aceites de pescado son la principal fuente de ácidos grasos poli-insaturados del tipo m3, como el EPA y el DHA. Sin embargo, existen algunos problemas al obtener el alimento para peces a partir de los propios peces, tales como la dificultad de obtener productos muy puros y el olor desagradable de dichos productos, así como la baja sostenibilidad ecológica. Se estima que en los próximos años la demanda de PUF A m3 aumentará debido al crecimiento de la industria acuícola y al incremento en la demanda de PUF As específicos para la elaboración de suplementos alimenticios para humanos y animales. Fuentes alternativas para la producción de PUF As m3 son bacterias, hongos y microalgas.

La síntesis de PUF As m3 por bacterias depende no sólo del microorganismo sino también de las condiciones ambientales en las que se desarrolla dicho microorganismo. No obstante, la producción bajo condiciones de crecimiento controladas permite obtener productos consistentes y reproducibles. La producción de PUF As a través de bacterias es atractiva ya que algunas especies sintetizan un único ácido graso, a diferencia de la compleja mezcla producida por microalgas o acumulada en los peces (Russell et al. 1999; Microbiology; 145: 767-79) . Entre las bacterias productoras de ácidos grasos poli-insaturados, en particular EPA y DHA, se encuentran las bacterias marinas que pertenecen a los géneros Shewanella, Pseudoalteromonas, Colwellia y Moritella (Russell, N. J. & Nichols, D. S. (1999) . Microbiology 145, 767-779) . Estas especies marinas se encuentran en ambientes donde prevalecen altas presiones y bajas temperaturas.

Se ha descrito la degradación de suero lácteo por parte de algunos microorganismos, evitándose así la contaminación que provocan los residuos de la industria láctea. Por ejemplo, se ha observado que hongos del género Aspergillus son capaces de crecer en suero lácteo (Sánchez-Toro e t al. Revista Colombiana de Biotecnología, 2004; VI: 43-54) , obteniéndose ácido cítrico. Asimismo, se ha descrito la obtención de combustible diesel a partir de bacterias del género Arthrobacter (US4368056) creciendo en suero lácteo. En el estado de la técnica también existen artículos que hacen referencia al cultivo de diferentes levaduras para eliminar el problema de contaminación del suero lácteo, tal como Kluyveromyces marxianus (Fonseca et al. Appl. Microbio!. Biotechnol. 2008; 79: 339-54) y una mezcla de Serratia marcescens y Kluyveromyces fragilis que crecen en suero lácteo con el objetivo de producir proteasas y la reducción de desechos orgánicos (Ustáriz et al. 2007; Journal of Applied Microbiology 103: 864-870) , así como de otros microorganismos, como E. coli recombinante crecido en suero lácteo para generar poli (3-hidroxibutirato) (Ahn et al. 2000; Applied and Environmental Microbiology; 6: 3624-3627) .

Por tanto, a pesar de que existen algunos microorganismos capaces de degradar el suero lácteo, existe la necesidad de encontrar un mejor aprovechamiento del suero procedente de las industrias lácteas utilizando microorganismos alternativos, a la vez que se producen compuestos de interés, tal como ácidos grasos poli-insaturados, como el DHA.

COMPENDIO DE LA INVENCIÓN

En un aspecto, la invención se relaciona con un método para el cultivo de una bacteria marina que comprende hacer crecer dicha bacteria en un medio de cultivo que comprende suero lácteo, bajo condiciones adecuadas para el crecimiento de dicha bacteria marina.

En otro aspecto, la invención se relaciona con un método para la producción de al menos un ácido graso que comprende el cultivo de una bacteria marina en un medio de cultivo que comprende suero lácteo bajo condiciones que permiten el crecimiento de dicha bacteria marina y la producción de al menos un ácido graso.

La Figura 1 describe una gráfica de crecimiento de Moritella marina, donde se compara el crecimiento de la bacteria en suero lácteo de oveja, de vaca y en LB, todos ellos suplementados con 3% de NaCl. [ufc: unidades formadoras de colonias].

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

Los autores de la presente invención han observado que algunas bacterias marinas son capaces de crecer en suero lácteo. Así, tal y como se ilustra en el Ejemplo 1 para Moritella marina, el crecimiento de la bacteria es muy similar en un medio rico, tal como LB y en suero lácteo. Asimismo, la producción de DHA es comparable en ambos medios.

Por tanto, en un primer aspecto, la invención se relaciona con un método (en adelante primer método de la invención) para el cultivo de una bacteria marina que comprende hacer crecer dicha bacteria marina en un medio de cultivo que comprende suero lácteo, bajo condiciones adecuadas.

Una de las ventajas que presenta el primer método de la invención es que se aprovecha el suero lácteo procedente de las industrias lácteas, que es altamente contaminante. Asimismo, mediante el primer método de la invención, además de degradar el suero lácteo, se genera al menos un ácido graso de interés.

l. Método para el cultivo de una bacteria marina que comprende hacer crecer dicha bacteria en un medio de cultivo que comprende suero lácteo, bajo condiciones adecuadas para el crecimiento de dicha bacteria marina, en donde dicha bacteria marina es una bacteria del género Moritella.

2. Método según la reivindicación 1, en donde la bacteria marina presenta capacidad proteo lítica.

3. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, en donde la bacteria marina es M oritella marina.

4. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde la bacteria marina presenta la capacidad de generar al menos un ácido graso.

5. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde el ácido graso es un ácido graso poli-insaturado.

6. Método según la reivindicación 5, en donde el ácido graso poli-insaturado es ácido docosahexanoico (DRA) .

7. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde el medio de cultivo comprende NaCI.

8. Método según la reivindicación 7, en donde el medio de cultivo comprende entre 1 Y4% (p/v) de NaCI.

9. Método según la reivindicación 8, en donde el suero lácteo es un suero lácteo procedente de un mamífero seleccionado entre una hembra de vaca, cabra, oveja, yak, camello, dromedario, burro, caballo, búfalo y llama.

10. Método para la producción de al menos un ácido graso que comprende el cultivo de una bacteria marina en un medio de cultivo que comprende suero lácteo bajo condiciones que permiten el crecimiento de dicha bacteria marina y la producción de al menos un ácido graso, en donde dicha bacteria marina es una bacteria del género M oritella.

1l. Método según la reivindicación 10, en donde el ácido graso es un ácido graso poliinsaturado.

12. Método según la reivindicación 11, en donde el ácido graso poli-insaturado es ácido docosahexanoico (DRA) .

13. Método según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, en donde la bacteria marina es M oritella marina.

14. Método según cualquiera de las reivindicaciones lOa 13, en donde, además, se extrae la fracción lipídica.