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Optimización del proceso de biotransformación de los monoterpenos limoneno y citronelol con microorganismos

Resumen

Los terpenos son compuestos biosintetizados por las plantas como metabolitos secundarios. El limoneno y citronelol, son monoterpenos útiles para producir moléculas con similar estructura y de mayor valor, importantes para las industrias de alimentos, farmacéutica, perfumística y agroquímica. Algunos derivados oxigenados del limoneno (DOL) y del citronelol (DO-Cit) obtenidos por oxifuncionalización, resultan ser sustancias llamativas por su costo comercial y sus propiedades biológicas. Los procesos de biotransformación tienen bajo impacto ambiental, son reconocidos como metodología natural y se utilizan para obtener DOL y DO-Cit de connotación natural. En éste trabajo se evaluó el efecto del biocatalizador, medio de bioconversión, pH, fase de crecimiento, concentración y efecto inductor de sustrato, sobre la biotransformación del limoneno y citronelol, para optimizar la producción de DOL y DO-Cit, a escala de laboratorio. Bajo las condiciones óptimas se escalaron los procesos a volúmenes 10 y 100 veces mayor. Los terpenoides mayoritarios se purificaron y caracterizaron espectralmente. A los extractos de biotransformación se les evaluó su actividad contra parásitos T. cruzy, L. panamensis y L. chagasi, su efecto citotóxico para las células de mamífero VERO y su actividad antioxidante. Los resultados mostraron que cada transformación microbiana requiere de condiciones específicas para alcanzar la máxima bioconversión. La biotransformación del citronelol produjó selectivamente el hidroxicitronelol con P. digitatum DSM 62840 en una concentración de 1060 mg/L. Este biocatalizador biotransforma el (R)-(+)-limoneno con alta selectividad formando α-terpineol en una concentración de 1864 mg/L. A. niger DSM 821 da lugar a diferentes DOL donde el alcohol perílico es el producto principal (405 mg/L). La bacteria R. erythropolis DSM 43066 oxifuncionaliza el limoneno con baja selectividad y conversión y produce linalol, epóxido 1,2 limoneno y carvona. Los extractos de biotransformación del citronelol y limoneno por hongos, presentaron actividad antioxidante y no fueron tóxicos para las células VERO.