El objetivo del presente trabajo fue superar esta limitación técnica y desarrollar un proceso de alta eficiencia mediante el uso combinado de técnicas de fermentación extractiva y de elicitación (co-cultivo con otro hongo) como estrategias para incrementar la producción de la 6PP por Trichoderma harzianum.

Inicialmente, se evaluó la afinidad de la 6PP y la biocompatibilidad de cuatro solventes orgánicos (n-decano, n-hexadecano, dibutil- y dioctil ftalato) como sistemas de fermentación extractiva en cultivos en matraz. Una vez seleccionado el solvente más adecuado, se escaló el proceso a nivel biorreactor (10 L). Finalmente, se evaluó el potencial que presenta el uso combinado de la fermentación extractiva y la elicitación de la 6PP empleando a Rhizoctonia solani como elicitor en cultivos de Trichoderma harzianum.

Se determinó que el n-hexadecano fue el solvente más adecuado para el proceso ya que fue biocompatible (no tóxico para el hongo productor) y, además, generó la mayor producción de 6PP (141 mg/L a las 168 h) en matraz. El escalamiento del proceso a biorreactor incrementó la producción de 6PP, fenómeno que puede atribuirse a una mayor eficiencia de extracción, resultado de una dispersión más eficiente del solvente orgánico en el biorreactor. El empleo de Rhizoctonia solani (antagonista del hongo productor) permitió incrementar la producción de 6PP por Trichoderma harzianum con respecto al cultivo control. El uso de micelio liofilizado tuvo un mayor efecto sobre la producción de 6PP, alcanzando concentraciones de hasta 493 mg/L. Los resultados demostraron que, mediante el uso combinado de estrategias biológicas y fisicoquímicas, fue posible incrementar sustancialmente (cerca de 10 veces con relación al proceso convencional) la producción de 6PP por Trichoderma harzianum.

La 6PP ha sido reportada como uno de los principales compuestos volátiles biosintetizados por hongos del género Trichoderma cuando actúan como antagonistas de hongos patógenos (Scarselleti y Faull, 1994). En este sentido, Cooney y Lauren (1998) han sugerido que la síntesis de la 6PP por T. harzianum puede ser elicitada como respuesta a la presencia del hongo fitopatógeno Botrytis cinerea. Por su parte, Cortés et al. (1998) demostraron que la presencia de Rhizoctonia solani elicitó la producción de enzimas líticas por T. harzianum, por lo que probablemente también estimule la producción de la 6PP (antibiótico volátil).

Sin embargo, la producción de la 6PP se ha visto limitada por problemas de toxicidad de la molécula sobre el organismo productor a concentraciones relativamente bajas (110 mg/L; Prapulla et al., 1992). En este caso, el uso de la fermentación extractiva representa una alternativa ya que permite, además de evitar altas concentraciones en la fase acuosa, recuperar in situ el producto (en el solvente orgánico) conforme es sintetizado.

La mayoría de los trabajos para la producción de la 6PP se han realizado a nivel matraz, lo cual los hace poco factibles para su aplicación a una mayor escala. En consecuencia, es necesario escalar el proceso mediante criterios que permitan mantener o superar -en biorreactores- las funciones objetivo (i.e. concentración de aroma) obtenidos en matraces.

General:
Desarrollar un proceso biotecnológico de alta eficiencia que permita estimular la producción del aroma de coco y que evite los problemas de toxicidad de la propia molécula sobre el hongo productor.

Particulares:

• Incrementar la producción de la 6-pentil--pirona mediante el uso de sistemas de fermentación extractiva (líquido-líquido) que permitan la recuperación in situ de la molécula, evitando así los efectos tóxicos sobre el microorganismo.
• Escalar el proceso de fermentación extractiva para la producción de la 6-pentil--pirona de nivel matraz (500 mL) a biorreactor (10 L).
• Elicitar la producción de la 6-pentil--pirona con Rhizoctonia solani en un sistema de fermentación extractiva.

La importancia del presente estudio radicó en el planteamiento de diversas estrategias para estimular la síntesis de un metabolito de interés, inhibitorio para el microorganismo productor. El estudio planteó la recuperación in situ de la molécula en el caldo de fermentación mediante técnicas de fermentación extractiva, la estimulación de la biosíntesis a través de la elicitación con micelio de Rhizoctonia solani (fitopatógeno) y el escalamiento del proceso en función de la potencia suministrada al cultivo.