Evaluación de un sistema de biorreacción para la producción de escopolamina por cultivo de raíces de Brugmansia candida

Abstract

Esta investigación permitió establecer cultivos de raíces normales de Brugmansia candida a nivel de biorreactor con el fin de producir escopolamina. En primera instancia se caracterizaron cultivos de raíces normales en Erlenmeyer estableciendo variables como la velocidad de crecimiento de las raíces y su producción de escopolamina (7,8 mg/g de raíz seca) además de relaciones que permitieran caracterizar de manera indirecta el crecimiento celular. Los ensayos a nivel de biorreactor se desarrollaron en un sistema de dos unidades (una unidad de crecimiento y una unidad de reservorio). El sistema usado se operó de dos modos diferentes, variando el suministro de aire. En un primer caso, el aire se suministró en la unidad de crecimiento y sirvió para distribuir a manera de niebla el medio de cultivo sobre las raíces. En un segundo caso, el aire se suministro en la unidad denominada reservorio. La producción de escopolamina en estos casos fue de 9,5 y 6,0 mg/g de raíz seca respectivamente. Terminados estos ensayos se estudió el potencial de las raíces transformadas de Brugmansia candida cuando son usadas con el mismo fin. Igual que para las raíces normales se realizó una caracterización previa en Erlenmeyer observando que el contenido de escopolamina de las raíces transformadas era menor que el de las normales. Estos cultivos se probaron en dos configuraciones diferentes de sistema de biorreacción: a) sistema de dos unidades, y b) cultivo sumergido. Obteniendo una producción del alcaloide equivalente a 0,78 y 1,22 mg/ g de raíz seca para el clon Arg3. / Abstract. This investigation allowed establishing normal root cultures of Brugmansia candida on bioreactor level in order to produce scopolamine. Variables like root growth speed rate and scopolamine production (7.8 mg / g dry root) were fixed based on normal root cultures at Erlenmeyer level. Also, these trials allowed to find relationships to characterize indirectly cell growth. Experiments at bioreactor level were carried out in a arrangement of two units (growth and reservoir units). Reactor trials were made changing the air feed in two different ways. In the first case, air was supplied at the growth unit, where helped to distribute the culture medium as a mist over the roots. In the second case, the air was supplied in the reservoir unit. In those cases, scopolamine production was 9.5 and 6.0 mg/g of dry root respectively. Later, the same studies were made with transformed roots of Brugmansia candida to evaluate the potential for the same purpose. As with normal roots, characterization was performed in Erlenmeyer, yielding a lower scopolamine content than the normal roots. These cultures were made in two different bioreactor system configurations: a) system of two units, b) submerged culture. An equivalent alkaloid production for clone Arg3 of 0.78 and 1.22 mg/g of dried root was obtained.