Oficina de Propiedad Intelectual y Comercialización de Tecnología

Contribución del Sistema de Centros Públicos de Investigación del CONACYT a la Seguridad Alimentaria de México mediante la Ciencia, Tecnología y la Innovación

ID. 047 CIBNOR - Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste
Nombre DT: Mezcla de vitaminas y cofactores relevantes para el escalamiento de consorcios compuestos por microorganismos benéficos marinos para el cultivo hiperintensivo de camaron blanco del Pacífico (CellBooster).
 Tipo de innovación: Producto Fase: Escalamiento pre-comercial
Actual: TRL 7 Requiere: $200,000.00 Final: TRL 8
Sector económico al que atiende: Acuicultura, Biotecnología Áreas de aplicación: Alimentaria, Biotecnología, Salud

Breve descripción de su DT.

El presente DT incluye una serie de procesos y manufactura de una mezcla de cofactores y vitaminas relevantes (CellBooster) en la nutrición del camarón blanco del Pacífico (Litopenaeus vannamei), para ser utilizados en el escalamiento de diferentes cepas de lactobacillus, bacillus y levaduras marinas con el fin de bio-encapsular las vitaminas y cofactores (compuestos altamente lábiles en condiciones de cultivo) para evitar su peroxidación y/o lixiviación. Bajo condiciones de escalamiento microbiano el uso de dicha mezcla permite incrementar la biomasa microbiana de 1x108 UFC mL-1 a 1x1014 UFC mL-1 en condiciones de bioreactor (1L-5000L). Lo cual, implica que por cada litro de cultivo obtenido del escalamiento con el CellBooster, se obtiene la biomasa generada en 1,000,000 L de cultivo sin este producto, reduciendo 1,000,000 de veces el costo de escalamiento, bajo las condiciones de escalamiento evaluadas.

Problema a resolver.

"Actualmente, la industria acuícola presenta gran necesidad por el uso y manejo de microorganismos marinos benéficos que impacten positivamente en el uso eficiente de la materia orgánica, nitrógeno y fósforo dentro de los sistemas de cultivo, en la salud de los organismos y en la exclusión competitiva y/o antagonismo a microorganismos potencialmente patógenos. Ante esta necesidad, existen grandes compañías que venden cepas con potencial probiótico y/o productos que pueden ser escalados en graja, sin embargo, el uso de cepas exóticas compromete los sistemas de cultivo y no garantiza su efectividad en condiciones reales. Por lo tanto es necesario el desarrollo de nuevas mezclas de microorganismos benéficos que sean nativas y tengan potencial para escalarse in situ y/o en laboratorios de maternidad. CellBooster es un producto que impacta en la nutrición del camarón, bioencapsula dichos compuestos para reducir su labilidad dentro del sistema y reduce significativamente los costos de escalamiento incrementando hasta un millón de veces más la biomasa microbiana obtenida del escalamiento."

Ventaja de su DT

"CellBooster es un producto innovador y único que considera tres aspectos altamente relevantes para la acuicultura del camarón blanco: 1) los requerimientos actuales de vitaminas y cofactores para mejorar el crecimiento, así como el desempeño y tasa de conversión alimenticia, 2) puede ser bioencapsulado en cepas de microorganismos benéficos marinos, evitando problemas de peroxidación y lixiviación de vitaminas, y 3) la intensificación del aumento de biomasa microbiana (1x108 a 1x1014 UFC mL-1) mediante el escalamiento de cepas de interés comercial reduciendo significativamente los costos de producción. Lo anterior, confiere un aspecto innovador y único en el terreno del escalamiento de microorganismos para el sector acuícola, puesto que en la actualidad, se requieren volúmenes de cultivos microbiológicos elevados para observar un efecto en los sistemas de cultivo. Finalmente, el uso del CellBooster permite la obtención de microorganismos que pueden utilizarse como simbióticos, formar parte de alimentos balanceados o agregarse directamente al agua utilizada para cultivo larvario y/o en sistemas de cultivo hiperintensivos."

Explicar avance o fase de su DT

"Actualmente, el CellBooster ha sido probado de manera exitosa con diferentes cepas de microorganismos marinos inocuas, con características probióticas y  de uso acuícola (Lactobacillus plantarum, Bacillus subtilis, Bacillus megaterium, Bacillus endophyticus, Bacillus ginsenghumi, Bacillus humi, Pichia kudriavzevii y Pichia anomala) al ser escaladas utilizando diferentes condiciones, en dos tecnologías de biorreactores (AirLift y Applikon) y en diferentes niveles de escalamiento (1L hasta 5000 L). Como resultado se ha obtenido un incremento en la biomasa bacteriana de 1x108 a 1x1014 UFC mL-1 aproximadamente, en una mezcla de dichos microorganismos bajo diversas condiciones, reduciendo significativamente el costo de escalamiento."

¿Ha hecho pruebas de concepto de su DT?

No, todavía no se ha comercializado la DT para obtener el feedback de los consumidores directos.

¿Ha validado los componentes  de su DT en entorno de laboratorio?

"Actualmente, se ha probado el CellBooster exitosamente al escalar diversas cepas de lactobacilos, bacilos y levaduras marinas en bioreactores de 7 L (Applikon(R)) en condiciones de laboratorio incrementando 1,000,000 la biomasa de celular por unidad de cultivo y reduciendo considerablemente la infraestructura requerida para su obtención, el costo de medios de cultivo y un incremento significativo en la eficiencia del recurso energético requerido para obtener los títulos celulares mencionados."

¿Ha validado los componentes  de su DT en campo?

El CellBooster fue probado en el escalamiento de L. plantarum, B. subtilis, B. megaterium, B. endophyticus, B. ginsenghumi, B. humi, P. kudriavzevii y P. anomala, en biorreactores AirLift de 10L y 50L en un laboratorio de probióticos para larvicultura de camarón. A pesar de las condiciones del laboratorio, los protocolos establecidos para el escalamiento y uso del CellBooster permitieron obtener títulos celulares de más de 1014 UFC mL-1 y el simbiotico obtenido cumplio con las caracteristicas de bioseguridad e inocuidad requeridas.

¿Ha validado su DT en un entorno real?

Bajo condiciones de entorno real el CellBooster fue probado en las especies de  L. plantarum, B. subtilis, B. megaterium, B. endophyticus, B. ginsenghumi, B. humi, P. kudriavzevii y P. anomala (todas inocuas, con potencial probiótico y probadas previamente) en bioreactores tipo Air-Lift de 10L para producir los inóculos requeridos en bioreactores tipo AirLift de 5000 L en una planta piloto de probióticos en una granja de cultivo. El simbiótico obtenido fue integrado en el alimento balanceado para una granja de cultivo hiperintensivo con 7 estanques de 2500 m2, los resultados mostraron un mejor crecimiento y tasa de conversión alimenticia; por lo que este DT presenta resultados promisorios tanto en campo como en laboratorio.

De acuerdo a los sectores elegidos ¿Qué otro tipo de aplicación/uso pudiera tener su DT?

Debido a que el CellBooster ha sido probado para el escalamiento exitoso de diferentes cepas con potencial probiótico para uso en la industria acuícola, este podría ser utilizado por otras industrias biotecnológicas que requieran incrementar los títulos celulares de bacterias de interés comercial. Dado que todos los componentes de la fórmula del CellBooster son inocuos para su uso en alimentación animal y humana, este producto podría ser probado para microorganismos benéficos en salud pública, industria farmacéutica, agricultura y en producción animal. Uno de los retos de innovación más importantes a cumplir es el escalamiento en biorreactores de más de 10, 000 L en ambientes reales.

¿Cuáles son sus planes futuros para desarrollar su tecnología?

"Dado el éxito obtenido con este producto desarrollado 100% en las instalaciones de CIBNOR, el CellBooster posee gran potencial para mejorar el crecimiento de organismos de interés acuícola paralelamente con un impacto en el escalamiento de cepas con potencial probiótico y así, ser usado como simbiótico en esta industria. Aunado a lo anterior, el CellBooster también posee gran potencial para ser evaluado por otras industrias por lo que a futuro, se pretende probar y optimizar para su uso en el escalamiento de cepas con interés comercial para la industria biotecnológica e impactar así, en los procesos relacionados con seguridad alimentaria y salud pública."

Interés comercial. ¿Existe alguna empresa o personas físicas interesadas en su DT? *

SI

 

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