Obtención y caracterización de celulosa bacteriana producida por bacterias aisladas de matrices fermentadas de Lima Norte

Abstract

La celulosa bacteriana es un biopolímero de alto interés biotecnológico debido a sus notables propiedades y a su versatilidad en diversas aplicaciones industriales. El presente estudio tuvo como objetivo aislar y caracterizar bacterias nativas productoras de celulosa a partir de matrices fermentadas de Lima Norte, evaluando su rendimiento productivo, las propiedades del biomaterial obtenido e identificando molecularmente al aislado con mayor desempeño. Para ello, se obtuvieron bacterias a partir de muestras de kombucha, vinagre artesanal y frutos fermentados recolectados en los distritos de Carabayllo y Puente Piedra, seleccionando los aislados en función de su capacidad para sintetizar biopelículas en la interfaz líquido-aire bajo cultivo estático. De un total de 39 colonias aisladas, 18 confirmaron capacidad productora estable, y de estas, la cepa KB001 tuvo el mayor potencial productor, alcanzando un rendimiento máximo en peso seco de 2.4 ± 0.4 g/L en condiciones no optimizadas. El análisis de correlación determinó una relación lineal positiva fuerte (r = 0.8218; p < 0.0001) entre el consumo de glucosa y la síntesis de la matriz, controlando el 67.54% de la variabilidad del rendimiento. La caracterización bioquímica y el modelamiento filogenético por Evolución Mínima Rápida de la secuenciación del gen ARNr 16S permitieron clasificar a este aislado líder a nivel de género como Komagataeibacter sp. (clado intermedius–oboediens), sugiriendo una afinidad taxonómica compatible con las bacterias ácido acéticas. Así mismo, la evaluación física de las membranas purificadas mostró propiedades estables en cuanto a su espesor y una buena capacidad de retención de agua, con variaciones estadísticas significativas influenciadas por la cepa productora. El análisis estructural por espectroscopía ATR-FTIR validó la identidad química del polímero de la cepa de mayor rendimiento como celulosa tipo I, evidenciando las bandas vibracionales típicas de los enlaces beta-1,4- glucosídicos y las redes de enlaces de hidrógeno. En conjunto, los resultados confirmaron que las matrices fermentadas de Lima Norte constituyen fuentes viables de microorganismos con un alto potencial biosintético para la obtención de celulosa, con potencial para su escalamiento y aplicación en sectores como la biomedicina, los empaques biodegradables y la ingeniería de materiales.