Coproducción de biopolímeros con microorganismos del Salar de Uyuni aprovechando residuos de quinua y arroz

Abstract

Este estudio describe el potencial de la cepa bacteriana SU3A, un bacilo aerobio Gram positivo aislado del Salar de Uyuni (Potosí, Bolivia), para la coproducción de dos biopolímeros de interés industrial: exopolisacáridos (EPS) y polihidroxialcanoatos (PHA), aprovechando residuos agrícolas de tallos de quinua y cascarilla de arroz. La cepa mostró un comportamiento halotolerante moderado, adaptándose a concentraciones elevadas de sal (>60 g/L de NaCl) y manifestando características propias de un halófilo moderado tras 48 horas de incubación. Se evaluaron procesos de fermentación en matraces agitados utilizando medios de cultivo sintéticos, analizando por separado los efectos de la concentración y el tipo de fuente de carbono y nitrógeno sobre la producción, y de manera conjunta mediante un diseño experimental factorial. SU3A mostró capacidad para coproducir EPS y PHB, aunque la acumulación de PHB fue limitada (5% p/p), inferior a la alcanzada por Halomonas boliviensis, los valores de EPS fueron comparables a la de la cepa SU4M. El análisis ANOVA identificó al nitrógeno como determinante para la producción de EPS, y al carbono para la de PHB, en análisis individuales. En conjunto, el análisis MANOVA reveló que ambas fuentes influyen significativamente en la coproducción. Además, se evaluaron hidrolizados de residuos agrícolas como fuentes alternativas y de bajo costo de carbono, los cuales incrementaron la producción de ambos biopolímeros en comparación con medios sintéticos, lo que sugiere la presencia de nutrientes adicionales en los medios complejos El proceso obtuvo 5,66 en el análisis de química verde, reflejando una sostenibilidad intermedia con oportunidades de mejora en el consumo energético y la selección de reactivos. La caracterización básica de los productos confirmó que la cepa SU3A produce PHB y EPS, con picos de FTIR característicos, aunque con posibles variaciones estructurales por impureza. El EPS presenta enlaces glucósidos que le confieren propiedades viscosas, y grupos funcionales como carboxilos e hidroxilos que, según sugiere la literatura científica, le confiere potencial para ser aplicado como espesante y estabilizante. Este estudio contribuye al desarrollo de bioprocesos sostenibles aprovechando residuos agrícolas, y proporciona una base para explorar y optimizar la coproducción de biopolímeros aplicables en sectores industriales y ambientales.