Residuos industriales como sustrato para la producción de ácido hialurónico: una revisión sistemática
Industrial Waste as a Substrate for Hyaluronic Acid Production: a Systematic Review
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El ácido hialurónico (HA) es un biopolímero de gran importancia para las industrias cosmética, médica y farmacéutica debido a sus múltiples usos como sustituto del colágeno, fármacos tópicos e ingeniería de tejidos. Actualmente, su producción se realiza mediante la fermentación microbiana empleando medios de cultivos convencionales, los cuales aumentan el valor comercial del producto por su elevado costo. Una alternativa de interés creciente es la utilización de biorresiduos o medios de cultivo no convencionales que suplen los requerimientos nutricionales del organismo blanco, a la vez que aportan a la economía circular del proceso de producción y abaratan costos. El objetivo de esta investigación fue sintetizar los resultados investigaciones originales que utilizaron biorresiduos para la producción de HA mediante metabolismo microbiano, ello para contribuir a una recopilación científica que dé cuenta de perspectivas en esta temática. Para esto se realizó una estrategia de búsqueda exhaustiva en las bases de datos ScienceDirect, Scopus, Scielo y Springer Link, además de literatura gris, usando términos libres, tesauros y booleanos; se eliminaron registros duplicados en el referenciador Zotero® y luego se realizó una tamización por criterios de inclusión y exclusión definidos; finalmente, nueve artículos fueron analizados en texto completo. Las investigaciones emplearon las bacterias: Streptococcus zooepidemicus, Streptococcus hermophilus y Bacillus amyloliquefaciens, siendo la primera especie la más común. Las fermentaciones, todas en lote, emplearon diversos sustratos, entre los cuales resaltan melaza de caña y leche descremada con una productividad de HA que oscila entre 3,31 y 0,0598-0,008 g/L, respectivamente; bajo diferentes condiciones fisicoquímicas de cultivo
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- Abbas Mohammed, A. and Niamah, A. K. (2022). Production and Optimization of Hyaluronic Acid Extracted from Streptococcus thermophilus Isolates. Archives of Razi Institute, 77(6), 2295- 2305. https://bit.ly/3QbLtSt.
- Allasia, M. y Sarmiento, P. (2016). Producción de ácido hialurónico por fermentación microbiana [Trabajo de Grado, Universidad Tecnológica Nacional]. Capítulo.
- Amado, I. R., Vázquez, J. A., Pastrana, L. and Teixeira, J. A. (2016). Cheese whey: A cost-effective alternative for hyaluronic acid production by Streptococcus zooepidemicus. Food Chemistry, 198, 54-61. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2015.11.062.
- Apromar. (2017). La acuicultura en España 2017. https://bit.ly/3rRNVDu.
- Bayer, I. S. (2020). Hyaluronic Acid and Controlled Release: A Review. Molecules, 25(11). https://doi.org/10.3390/molecules25112649
- Benedini, L. J. and Santana, M. H. (2013). Effects of soy peptone on the inoculum preparation of Streptococcus zooepidemicus for production of hyaluronic acid. Bioresource Technology, 130, 798-800. https://bit.ly/3rGfU9t.
- Biotécnica. (2023). Peptona de soya. https://bit.ly/43EEOmT
- Blanco, P. (2015). Caracterización de bacterias de Streptococcus thermophilus aisladas de leche cruda bovina, ovina y caprina [Trabajo de Grado, Universidad de la República Uruguay]. https://bit.ly/3q6A0ZY.
- Bravo, M., Iglesias, M. y Palomo, G. (2020). Situación del sector ovino y caprino en España. En J. Alonso, A. García y R. Martínez (Coords.), Principales enfermedades infecciosas y parasitarias en el ganado ovino y caprino extensivo (pp. 19-40). Universidad de Extremadura.
- Bukhari, S. N. A., Roswandi, N. L., Waqas, M., Habib, H., Hussain, F., Khan, S., Sohail, M., Ramli, N. A., Thu, H. E. and Hussain, Z. (2018). Hyaluronic acid, a promising skin rejuvenating biomedicine: A review of recent updates and pre clinical and clinical investigations on cosmetic and nutricosmetic effects. International Journal of Biological Macromolecules, 120, 1682-1695. https://bit.ly/46VmiJU.
- Chávez Porras, Á. y Rodríguez González, A. (2016). Aprovechamiento de residuos orgánicos agrícolas y forestales en Iberoamérica. Academia y Virtualidad, 9(2), 90-107. https://bit.ly/475aSU8.
- Chen, M., Wang, M., Zhang, Y., Zhag, H., Du, Q. and Jin, P. (2022). Biosynthesis of hyaluronan in engineered Escherichia coli via the secretion of thermophilic exo-mannanase using palm kernel cake as the carbon source. Biochemical Engineering Journal, 177. https://bit.ly/450ynfk
- Dovedytis, M., Liu, Z. J. and Bartlett, S. (2020). Hyaluronic acid and its biomedical applications: A review. Engineered Regeneration, 1, 102-113. https://lc.cx/ldCTLe
- Egbu, R., Brocchini, S., Khaw, P. T. and Awwad, S. (2018). Antibody loaded collapsible hyaluronic acid hydrogels for intraocular delivery. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics, 124, 95- 103. https://doi.org/10.1016/j. ejpb.2017.12.019
- Enciso, V. (2019). Producción y comercialización de caña de azúcar y azúcar. https://repositorio.conacyt.gov.py/handle/20.500.14066/2819?show=full
- Escalante, H., Castro, L., Amaya, M., Jaimes, L. and Jaimes-Estévez, J. (2017). Anaerobic digestion of cheese whey: Energetic and nutritional potential for the dairy sector in developing countries. Waste Management, 71, 711-718. https://lc.cx/dujzU
- Eurostat. (2023). Milk and milk products statistics. https://bit.ly/3qcQNuf.
- Fallacara, A., Baldini, E., Manfredini, S. and Vertuani, S. (2018). Hyaluronic Acid in the Third Millennium. Polymers, 10(7). https://bit.ly/3pUW9KN.
- Federación Española para el Desarrollo de la Nutrición Animal -Fedna. (2023). Melazas de caña. https://bit.ly/3YcyBgX
- Ferreira, R. G., Azzoni, A. R., Andrade Santana, M. H. and Petrides, D. (2021). Techno Economic Analysis of a Hyaluronic Acid Production Process Utilizing Streptococcal Fermentation. Processes, 9(2). https://doi.org/10.3390/pr9020241
- Ghodke, R., Kakati, J., Tadi, S., Mohan, N. and Sivaprakasam, S. (2018). Kinetic modeling of hyaluronic acid production in palmyra palm (Borassus flabellifer) based medium by Streptococcus zooepidemicus MTCC 3523. Biochemical Engineering Journal, 137, 284-293. https://bit.ly/44zpA3Y.
- Grand View Research. (2023). Discover how Grand View Research can help your business. https://bit.ly/3KA0MB9.
- Gupta, P. L., Rajput, M., Oza, T., Trivedi, U. and Sanghvi, G. (2019). Eminence of Microbial Products in Cosmetic Industry. Natural Products and Bioprospecting, 9(4), 267-278. https://bit.ly/3Qavmoc
- Gupta, R. C., Lall, R., Srivastava, A. and Sinha, A. (2019). Hyaluronic Acid: Molecular Mechanisms and Therapeutic Trajectory. Frontiers in Veterinary Science, 6. https://doi.org/10.3389/fvets.2019.00192
- Izawa, N., Hanamizu, T., Iizuka, R., Sone, T., Mizukoshi, H., Kimura, K. and Chiba, K. (2009). Streptococcus thermophilus produces exopolysaccharides including hyaluronic acid. Journal of Bioscience and Bioengineering, 107(2), 119-123. https://bit.ly/44YOIkp.
- Jeong, C. H., Kim, D. H., Yune, J. H., Kwon, H. C., Shin, D., Sohn, H., Lee, K. H., Choi, B., Kim, E. S., Kang, J. H., Kim, E. K. and Han, S. G. (2020). In vitro toxicity assessment of crosslinking agents used in hyaluronic acid dermal filler. Toxicology in Vitro, 70. https://doi.org/10.1016/j.tiv.2020.105034.
- Liu, L., Sun, J., Xu, W., Du, G. and Chen, J. (2009). Modeling and optimization of microbial hyaluronic acid production by Streptococcus zooepidemicus using radial basis function neural network coupling quantum‐behaved particle swarm optimization algorithm. Biotechnology Progress, 25(6), 1819-1825. https://doi.org/10.1002/btpr.278.
- López, M. F. M. (2021). ¡Adiós a las arrugas! El ácido hialurónico como un rejuvenecedor en la industria de cosméticos. RD-ICUAP, 7(21). https://bit.ly/3KbQIxZ
- Ma, Y., Qiu, Y., Yu, C., Li, S. and Xu, H. (2022). Design and construction of a Bacillus amyloliquefaciens cell factory for hyaluronic acid synthesis from Jerusalem artichoke inulin. International Journal of Biological Macromolecules, 205, 410-418. https://bit.ly/3Y5gucM.
- Macías Ortega, M., Espinoza, P. C., Suazo, S., Jiménez, A. N., Rubio, F. y Breve, L. (2015). Aplicación clínica del ácido hialurónico. Revista de la Facultad de Ciencias Médicas, 12(2), 41-49.
- Mitura, S., Sionkowska, A. and Jaiswal, A. (2020). Biopolymers for hydrogels in cosmetics: Review. Journal of Materials Science: Materials in Medicine, 31. https://bit.ly/3O9Vtcv.
- Organización Mundial de la Salud. (21 de junio de 2022). Radiación ultravioleta. https://bit.ly/3QbrCmt
- Osorio, C., Sandoval, F., Hernández, F., Hidalgo, J., Gómez, F., Avalos, D., (2018), POTENCIAL DE APROVECHAMIENTO DEL SUERO DE QUESO EN MÉXICO. (s. f.). CORE Reader.HYPERLINK “https:// core.ac.uk/reader/249320703” https://core.ac.uk/reader/249320703
- Ozcan, A., Germec, M. and Turhan, I. (2022). Optimization and kinetic modeling of media composition for hyaluronic acid production from carob extract with Streptococcus zooepidemicus. Bioprocess and Biosystems Engineering, 45(12), 2019-2029. https://bit.ly/44CUb0I
- Page, M. J., McKenzie, J. E., Bossuyt, P. M., Boutron, I., Hoffmann, T. C., Mulrow, C. D., Shamseer, L., Tetzlaff, J. M., Akl, E. A., Brennan, S. E., Chou, R., Glanville, J., Grimshaw, J. M., Hróbjartsson, A., Lalu, M. M., Li, T., Loder, E. W., Mayo Wilson, E., McDonald, S., … Alonso Fernández, S. (2021). Declaración PRISMA 2020: una guía actualizada para la publicación de revisiones sistemáticas. Revista Española de Cardiología, 74(9), 790-799. https://bit.ly/43DGEVd
- Rincón Santamaría, A., Cuellar Gil, J. A., Valencia Gil, L. F. y Sánchez Toro, O. J. (2019). Cinética de crecimiento de Gluconacetobacter diazotrophicus usando melaza de caña y sacarosa: evaluación de modelos. Acta Biológica Colombiana, 24(1), 38-57. https://doi.org/10.15446/abc.v24n1.70857.
- Rodríguez-Berber, Y. A. y Azúa-Díaz, G. G. (2021). Fisiopatología y factores de virulencia del Streptococcus pyogenes implicados en la erisipela, celulitis y fascitis necrotizante. Lux Médica, 16(47), 39-50. https://bit.ly/3KjsoKr
- Romero-Sáez, M. (2022). Los residuos agroindustriales, una oportunidad para la economía circular. TecnoLógicas, 25(54), 1-4. https://bit.ly/43EVb31.
- Shukla, P., Anand, S., Srivastava, P. and Mishra, A. (2022). Hyaluronic acid production by utilizing agro industrial waste cane molasses. 3 Biotech, 12(9). https://bit.ly/43H4y2e.
- Squembrilab. (2020, 17 noviembre). Todo lo que necesitas saber sobre la peptona micológica - Biotecnica. https://biotecnica.com.mx/es/todo-lo-quenecesitas-saber-sobre-la-peptonamicologica/
- Taipe Reinoso, C. E., Guano Sinchiguano, C. E., Quisilema Pulupa, C. A. y Vallejo Piedra, M. L. (2020). Avances en la terapia basada en ácido hialurónico para pacientes con osteoartritis. Revista Cubana de Reumatología, 22(4), 1-14. https://lc.cx/mbB1gk.
- Vallejo, A. (2024, 27 mayo). Obtención de fibras textiles, a partir del bagazo de caña de azúcar (Saccharum officinarum) generado en la industria panelera del cantón Echeandia. http://dspace.unach.edu.ec/handle/51000/13058
- Vázquez, J. A., Montemayor, M. I., Fraguas, J. and Murado, M. A. (2010). Hyaluronic acid production by Streptococcus zooepidemicus in marine by-products media from mussel processing wastewater and tuna peptone viscera. Microbial Cell Factories, 9(1), 1-10
- Verma, R., Sharma, S., Kundu, L. M., & Pandey, L. M. (2020). Experimental investigation of molasses as a sole nutrient for the production of an alternative metabolite biosurfactant. Journal Of Water Process Engineering, 38, 101632. https://doi.org/10.1016/j.jwpe.2020.101632
- Wessels, M. R. (2022, 30 noviembre). Cell Wall and Surface Molecules of Streptococcus pyogenes: Capsule. Streptococcus Pyogenes: Basic Biology To Clinical Manifestations - NCBI Bookshelf.HYPERLINK https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK587094/ https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK587094/