EVALUACIÓN Y DESARROLLO DE UNA FITASA COMO ADITIVO

EVALUACIÓN Y DESARROLLO DE UNA FITASA COMO ADITIVO EN
ALIMENTOS PARA CAMARÓN BLANCO DEL PACÍFICO (Litopenaeus
vannamei) Y PRODUCCIÓN DE SU FORMA RECOMBINANTE.
Resumen Ejecutivo
Durante los últimos años las fitasas han despertado el interés de científicos y del
sector productivo tanto en el área de nutrición, protección ambiental y
biotecnología. Estas enzimas hidrolíticas catalizan la liberación de fosfato del
fitato, el cual constituye la principal fuente de fósforo en cereales y semillas
oleosas. Se utilizan como suplemento en dietas alimenticias de animales
monogástricos para mejorar la asimilación de fósforo y otros nutrientes, además
de reducir la contaminación con fósforo producida por la excreta de los animales
de granja. En los últimos años, la industria acuícola camaronera ha considerado la
alternativa de substituir la harina de pescado por fuentes vegetales y el empleo de
enzimas como aditivos nutrimentales, entre ellas la fitasa, para mejorar el valor
nutricional de estas fuentes. Sin embargo, en los pocos estudios realizados en
camarón, no se ha encontrado un efecto positivo significativo posiblemente a que
las fitasas disponibles de forma comercial han sido optimizadas principalmente
para su empleo en la producción de cerdos y aves. A pesar de los avances
logrados con el empleo de la fitasa como aditivo alimenticio, ninguna fitasa
disponible
comercialmente,
satisface
hasta
el
momento
con
todos
los
requerimientos ideales para cada aplicación industrial específica, como son que
sea efectiva en diferentes especies animales, estables al almacenamiento y al
tratamiento del calor durante el procesado de los alimentos y competitivas en
costos de producción.
Por lo anterior el proyecto desarrolló un proceso de producción de una fitasa para
su empleo como aditivo en las formulaciones alimenticias empleadas en la
nutrición de camarón, con el fin de mejorar la digestibilidad de ingredientes
vegetales en alimentos balanceados para la acuacultura, utilizando para la
producción recombinante de esa fitasa, la levadura Pichia pastoris.
Demanda o problemática que atiende
El sector productivo demanda información sobre la evaluación y el desarrollo de
fitasas que reúnan las características biológicas y fisicoquímicas para su
aplicación como aditivo en alimentos para camarón. Por lo que dentro de las
demandas estratégicas propuestas por SAGARPA en el área de biotecnología
aplicada se incluyó el mejoramiento de la digestibilidad de los ingredientes
portadores de fitatos que componen los alimentos balanceados en la acuacultura.
Resultados obtenidos y/o Descripción-Características de la tecnología
generada
-La información científica y técnica sobre la caracterización biológica y
fisicoquímica de la fitasa C del Bacillus subtilis nativa y recombinante y comparada
con dos fitasas comerciales de origen fúngico, generó los criterios técnicos para
determinar la elección de alguna fitasa para una aplicación específica, lo cual
permitirá aumentar la eficiencia y eficacia de ésta sobre el proceso aplicado, así
como la disminución de los costos del proceso.
-Los niveles de producción de la fitasa C recombinante a partir de P. pastoris son
mucho mayores que los de la fitasa C nativa a partir de su fuente natural,
resultando se P.pastoris una muy buena alternativa biotecnológica para la
producción de esa fitasa de interés comercial.
-Se desarrolló un proceso fermentativo en un volumen de 5 litros, para establecer
las condiciones favorables para la producción de la fitasa C recombinante en
Pichia pastoris, se obtuvieron niveles de producción positivas, sin embargo no lo
suficientes para un escalamiento industrial económicamente competitivo. Se
puede mejorar el proceso y aumentar los niveles de producción, pero por las
características catalíticas de la enzima, su baja actividad específica limitan el
sistema. A pesar de todo ello se sugiere realizar un estudio de costos para el
escalamiento del proceso y conocer si es factible económicamente y competitivo.
-Estudio de digestibilidad in vivo de alimentos para camarón suplementados con
fitasas.
-Estudio sobre la eficacia en el proceso de desfinitización o disponibilidad de
fósforo de harinas vegetales tratadas con la fitasa C recombinante y su
comparación con dos fitasas comerciales.
Impactos
-Es factible técnicamente el escalar a nivel industrial el proceso de producción y
purificación de la enzima fitasa C recombinante en Pichia pastoris.
-La fitasa C es un producto alternativo y competitivo en cuanto a las propiedades
con las enzimas comerciales, posee la ventaja de la termoestabilidad sobre otras
enzimas probadas, sin embargo se tiene que demostrar que su producción
industrial tiene ventajas económicas.
Costos Estimados de la Aplicación de los Resultados y/o tecnología
generada
No se realizó ningún estudio de costos económicos.
Ámbito de aplicación
Pacífico Mexicano
Información Adicional o Comentario
-Una de los productos estimados en este trabajo era la posibilidad de registrar la
patente del proceso de producción de la fitasa C recombinante, sin embargo a
pesar de tener ventajas sobre algunas enzimas comerciales, es necesario aplicar
el proceso para demostrar que tiene ventajas técnicas y económicas sobre las
enzimas comerciales ya existentes. Así mismo en el 2006-2007 se ha generado a
nivel internacional una gran cantidad de información de la fitasa C recombinante,
encontrándose un proyecto chino que realizó la producción de esta misma enzima
con un proceso similar al utilizado en esta investigación.
-Por otra parte éste proyecto obtuvo el premio maltaClayton a la innovación en
nutrición acuícola.
Clave del proyecto: 2003-141
Sistema producto y/o línea estratégica de atención: Cadena Pesca
Investigador: DRA. MARTHA GUERRERO OLAZARÁN
Institución: Universidad Autónoma de Nuevo León Tel. y Fax: (81) 83294110
Ext.6439
correo-e: [email protected]