Optimización de la fermentación de Trichoderma Asperellum para la producción y caracterización de peptaiboles con potencial efecto antimicrobiano contra patógenos alimentarios

Abstract

Las Enfermedades Transmitidas por Alimentos (ETA) son causadas por microorganismos y sustancias químicas en diversas matrices alimenticias. Estas enfermedades son una problemática a nivel mundial, ya que afectan la salud de la población y el desarrollo socioeconómico.. En la búsqueda de nuevas estrategias para la prevención de las ETAs, Trichoderma asperellum surge como productor de un grupo de péptidos bioactivos llamados peptaiboles. Estos poseen actividad antimicrobiana contra hongos y bacterias de diversos géneros. No obstante, una de las limitaciones para su producción es el bajo rendimiento y el escalamiento del proceso fermentativo. Por esta razón, se realizaron pruebas en matraz para determinar el efecto de la adición de aminoácidos, elicitores fúngicos y azúcares sobre la producción de peptaiboles. Luego, se optimizaron las concentraciones mediante un modelo central compuesto. Finalmente, se caracterizó la secuencia de los peptaiboles obtenidos por medio de espectrometría de masas y su actividad antimicrobiana. Se determinó que la adición de sacarosa, Aib y restos celulares de Fusarium oxysporum generaron más peptaiboles, y se obtuvo la concentración óptima de los últimos. Se evidenció la producción de las tricotoxinas T5D2, 1690, 1703A, A-40 y 1717A. Finalmente, se determinó la actividad antimicrobiana ante las bacterias Escherichia coli ATCC 25922 y Lactobacillus paracasei G714 Los resultados obtenidos demuestran que este proceso se puede optimizar y que estos metabolitos bioactivos son una potencial herramienta para el control de microorganismos bacterianos de importancia para la industria alimentaria.

Foodborne Diseases are caused by microorganisms and chemical substances in various food matrices. These diseases are a problem worldwide, as they affect the health of the population and socioeconomic development. In the search for new strategies for the prevention of Foodborne Diseases, Trichoderma asperellum emerges as a producer of a group of bioactive peptides called peptaibols. These possess antimicrobial activity against fungi and bacteria of various genera. However, one of the limitations for its production is the low yield and the scaling of the fermentation process. For this reason, flask tests were performed to determine the effect of adding amino acids, fungal elicitors, and sugars on peptaibol production. Concentrations were then optimized using a central composite model. Finally, the sequence of the peptaibols obtained was characterized by massspectrometry and their antimicrobial activity was obtained. The addition of sucrose, Aib and Fusarium oxysporum cell debris generated more peptaibols, and the optimal concentration of the latter was obtained. The production of trichotoxins T5D2, 1690, 1703A, A-40 and 1717A was evidenced. Finally, the antimicrobial activity against Escherichia coli ATCC 25922 and Lactobacillus paracasei G714 bacteria was determined. The results obtained show that this process can be optimized and that these bioactive metabolites are a potential tool for the control of bacterial microorganisms important to the food industry.