CONICYT–FONDEF ID18I-10259 (2018-2021). Desarrollo de un nuevo bioproceso de acumulacion de astaxantina via induccion no autotrofica en Haematococcus lacustris para la industria nutraceutica

CONICYT–FONDEF ID18I-10259 (2018-2021). Desarrollo de un nuevo bioproceso de acumulacion de astaxantina via induccion no autotrofica en Haematococcus lacustris para la industria nutraceutica

CONICYT–FONDEF ID18I-10259 (2018-2021). Desarrollo de un nuevo bioproceso de acumulacion de astaxantina via induccion no autotrofica en Haematococcus lacustris para la industria nutraceutica

La astaxantina (ATX) es un carotenoide que poseen algunos microorganismos, como microalgas y levaduras. La microalga H. lacustris (ex H. pluvialis) es la fuente natural de ATX que más pigmento llega a acumular, siendo, además, organismo GRAS aprobada por la FDA para consumo humano. La ATX natural presenta ventajas en comparación a la sintética gracias a su uso industria alimentaria, farmacéutica y nutracéutica, dado que su uso para incide en el desarrollo saludable de las personas y activa defensas frente al estrés oxidativo, previniendo diversas enfermedades. Esto debido a que la ATX natural posee 500 veces más capacidad antioxidante que la vitamina E. Recientemente, ha despertado gran interés su uso como suplemento o ingrediente funcional en la alimentación humana. La gran evidencia acumulada de efectos beneficiosos sobre la salud humana posiciona a la ATX de H. lacustris como uno de los nutracéuticos más valiosos en un creciente mercado (60 a 80 mil US$·kg-1 producto encapsulado final). En Chile, la producción natural de ATX en cultivos de H. lacustris se realiza en condiciones autotróficas tanto de cultivo (generación de biomasa) como de inducción. El proceso autotrófico (generación de biomasa y, especialmente, la inducción) requiere de grandes extensiones de terreno para la dilución del cultivo. Además, la baja productividad (<0.18 g·L-1·dia-1) y bajo contenido en ATX (<2%) de los cultivos existentes autotróficos de H. lacustris genera elevados costos en operación. Por su necesidad de irradiación solar, el proceso de inducción de ATX está restringido a determinadas épocas o localizaciones donde este factor no limite el desarrollo de los cultivos. Sin duda, son los largos tiempos de crecimiento de la biomasa e inducción y su baja productividad final los que suponen el mayor problema del proceso productivo integrado. Es por todo ello que planteamos desarrollar un nuevo bioproceso de inducción no autotrófico (e.i.- mixo- o heterotrófico) de acumulación para incrementar la productividad de ATX a partir de H. lacustris. Proceso que podría ser implementado sin limitaciones, sanitarias, temporales, climáticas o geográficas. Existe evidencia por nuestro equipo de investigación de que la inducción mixo- o heterotrófica podrían incrementar al menos 15 veces más la productividad de ATX. Para desarrollar este nuevo bioproceso de inducción, contamos con infraestructura, equipamiento y experiencia en cultivos piloto y escalamiento de H. lacustris (200 m3), experiencia en cultivos de microalgas mixo- y heterotróficas (C. cohnii, Chlorella, etc) y una amplia experiencia en mejoramiento genético de cepas. Para este proyecto se evaluarán cepas de H. pluvialis mejoradas por el equipo investigador mediante poliploidización artificial con contenidos del 2,6% de ATX (Fondef ID15I-10014) y otras aportadas por la empresa asociada M2 SpA, ex- Pigmentos Naturales S.A., que se emplean a nivel industrial. El resultado final de este proyecto será un nuevo bioproceso de inducción no autotrófico a escala piloto (200L) que incremente la productividad de ATX y disminuya costos. Tras este proyecto IdeA I+D, en una segunda etapa (IT), se plantearía el escalado y validación a nivel industrial.