Influencia del tipo de cultivo en la producción y estabilidad de un exopolisacárido bioemulsificante por Glutamicibacter sp. XHA18

Abstract

Los ambientes prístinos albergan una gran diversidad de microrganismos con propiedades únicas y aún poco exploradas, entre ellas, la capacidad de producir exopolisacáridos (EPS) con propiedades bioemulsificantes, lo cual representa un área de creciente interés biotecnológico en la industria alimentaria, farmacéutica y ambiental. En este estudio, se evaluó el efecto de dos condiciones contrastantes de cultivo (sésil y planctónico), sobre la producción y estabilidad de un compuesto emulsificante. Dicho compuesto fue producido por la cepa halotolerante Glutamicibacter sp. XHA18, aislada de un cenote prístino de la península de Yucatán. La producción y estabilidad de este compuesto fue evaluada mediante el índice de emulsificación a 24 h (IE24). Para ello, se ajustaron las condiciones fisicoquímicas en ambos tipos de cultivo, las cuales incluyeron la fuente de carbono y nitrógeno, así como el pH, agitación y salinidad. Posteriormente se aplicaron metodologías específicas para la extracción de compuestos de alto y bajo peso molecular, logrando la purificación de un EPS que fue caracterizado mediante FTIR, UV-Vis, SEM-EDS, XRD y análisis de carga iónica. Los resultados mostraron que el cultivo sésil promovió una mayor actividad emulsificante (IE24 62.09%) en un tiempo menor (24 h) y estable por más de un año. En contraste, el cultivo planctónico (IE24 60.09%) a 96 h, demostró la pérdida progresiva de la emulsificación en el tiempo. En ambas condiciones, la dextrosa y un pH alcalino favorecieron significativamente la producción, mientras que la salinidad afectó negativamente la producción del bioemulsificante. El rendimiento de EPS fue superior en cultivo sésil (2.8 g/L) respecto al planctónico (1.8 g/L), y la caracterización FTIR y el potencial Z confirmaron su naturaleza polisacarídica con una carga negativa, asociada a su capacidad de formar emulsiones estables con diversos sustratos hidrofóbicos incluso en condiciones de salinidad al 5 y 10%. Seguidamente, los ensayos toxicológicos realizados con Artemia salina y Cucumis sativus confirmaron la baja toxicidad del EPS, con solo efectos mínimos en plántulas a concentraciones elevadas. El análisis genómico reveló que la cepa XHA18 pertenece al género Glutamicibacter, pero con diferencias en el contenido de G+C y perfil metabólico respecto a otras cepas disponibles en GenBank, lo que sugiere que podría tratarse de una nueva especie. En conjunto, los hallazgos de este estudio aportan información novedosa sobre la biosíntesis y estabilidad del EPS bioemulsificante en condiciones sésiles, con alto rendimiento y estabilidad, proponiendo a Glutamicibacter sp. XHA18 como un recurso biotecnológico promisorio para aplicaciones industriales y ambientales.