PRODUCCIÓN DE POLIHIDROXIALCANOATOS DE LA CEPA RALSTONIA EUTROPHA

EQUIPO

Gonzales Dominguez Erick Javier Naranjo Ortega Zeltzin Sanchez Mercado Luis Ricardo Ugalde Mercado Fatima

OBJETIVO.

El objetivo de este proyecto es establecer nuevos procesos para la bacteria

Ralstonia eutropha para la producción biotecnológica de varios

polihidroxialcanoatos técnicamente interesantes para la elaboración de plástico

biodegradable a partir de sustratos orgánicos. Se reportara en una hoja de cálculo

que incluirá aspectos cinéticos y estequiometricos de la cepa, el sustrato

adecuado.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.

La problemática de los plásticos convencionales que se generan a partir de las

reservas de petróleo pasando por diferentes procesos químicos y físicos, es que el

planeta por sus propios medios no es capaz de degradar estos plásticos, por lo

que se ha vuelto una de las fuentes de contaminación más grande en este mundo.

La importancia de generar plásticos biodegradables es reducir significativamente

la contaminación por el plástico ya que nuestro planeta en un tiempo relativamente

corto de aproximadamente seis semanas degradaría en su totalidad el plástico,

convirtiéndolo en suelo por lo que no se generaría contaminación por acumulación

de desechos. Aunque la solución es fácil, también existen diferentes problemas

con ella, el primero de ellos es que se puede obtener plástico biodegradable de

distintos medios como los Polímeros extraídos de biomasa como almidón y

celulosa por síntesis química con la utilización de monómeros biológicos de

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fuentes renovables y polímeros producidos por los microorganismos (1) con los

polímeros extraídos de biomasa, independientemente de que es un proceso

costoso por el método de extracción, al tomar la celulosa de las plantas en el

proceso de fotosíntesis estas se tienen que arrancar para extraerlas por lo que es

probable que se genere una sobre explotación de especie porque no es fácil

propagarse, así pues la elaboración de bioplásticos por medio de los

microorganismos, es difícil ya que cada especie de microorganismos necesita

medios óptimos de crecimiento así, como una fuente de carbono, y el medio

empleado para mantener a las bacterias lo más cercano a su naturaleza es

sumamente caro. Por esta razón, hemos elegido la cepa Ralstonia eutropha para

producir los polímeros que se utilizan en la producción de plásticos

biodegradables, ya que es la cepa con mayor producción en peso seco de este

polímero.

INTRODUCCIÓN

Los poli-b-hidroxialcanoatos (PHAs) son una serie de poliésteres sintetizados por

algunos géneros bacterianos como material de reserva, cuando el medio de cultivo

se encuentra desbalanceado con limitación en nitrógeno, fosforo, azufre,

magnesio y/o oxígeno y con exceso de fuente de carbono (Kim 1994; lee 1996b;

madison y Huisman, 1999). Son considerados fuertes candidatos para el

reemplazo de los polímeros de origen petroquímico, ya que siendo sintetizados

por microorganismos a partir de sustratos agrícolas, tiene la posibilidad de ser

degradados a dióxido de carbono y agua.

Aunque se ha detectado la acumulación de PHAs en cerca de 300 especies

bacterianas el porcentaje de acumulación en mucha de ellas es muy bajo por la

cual se rechazan ante la posibilidad de industrializar el proceso, sin embargo la

Ralstonia eutropha tiene la capacidad de acumular grandes cantidades de PHAs

en forma del tipo poli-b-hidroxiburato (PHB), en un porcentaje al 80% del peso

seco de la bacteria. Esta bacteria crece en un medio simple a partir de fuentes de

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carbono con glucosa, sin embrago la cepa silvestre crece en fructuosa, por lo cual

es necesario establecer las condiciones para la acumulación del polímero.

Para la producción del polímero por R. eutropha, la estrategia de fermentación

más empleada es el cultivo por lote en cascada, por el cual las células en el primer

reactor se reproducen constantemente, y por el otro crecen hasta una determinada

concentración con limitación de nutrientes para permitir la síntesis de PHAs.

CARACTERISTICAS

Las inclusiones de PHB son normalmente esféricas, de 0,5 μm de diámetro. Las moléculas de PHB, insolubles en agua. Más útil, desde el punto de vista comercial, es el PHBV. Aumentando la

relación HV/HB se consigue disminuir el punto de fusión del copolímero, on la consecuente mejoría de sus características termoplásticas y propiedades mecánicas.

La biosíntesis del PHB se lleva a cabo mediante el acetil-CoA, el cual se produce a partir de sustratos, tales como glucosa, fructosa o acetato.

Las moléculas de PHB, insolubles en agua, ejercen una presión osmótica intracelular despreciable

EXTRACCION

Extracción e PHA usando un disolvente orgánico clorado: cloroformo

Este método, muy útil, rápido y eficaz a nivel laboratorio, permite el cálculo de la

cantidad de biopolímero producido por la biomasa bacteriana. La adición de

cloroformo sobre a biomasa liofilizada, a temperatura próxima al punto de

ebullición, es esencial para permitir la disolución orgánica del biopolímero

acumulado intracelularmente. El método consta de las siguientes fases:

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BIBLIOGRAFÍA

1. Bioplasticos - ácido poliláctico (PLA) extraído de la dextrosa del maíz Francisco José Rodríguez Valero.

http://grupos.emagister.com/debate/bioplastico__acido_polilactico_pla_extraido_de_la_dextrosa_del_maiz/7153-622728

2. Plásticos biodegradables.

www.figueraspacheco.com/.../PLASTICOS%20BIODEGRADABLES...

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3. Página oficial Biopol www.biopol.cat/es/

4. Contaminación ambiental y bacterias productoras de plásticos biodegradables Daniel Segura, Raúl Noguez y Guadalupe Espín.

http://www.ibt.unam.mx/computo/pdfs/libro_25_aniv/capitulo_31.pdf

5. Producción de PHA en bacterias. http://www.eis.uva.es/~biopolimeros/virginia/bacterias.htm

6. Extraction of PHAs http://www.clt.astate.edu/dgilmore/Research%20students/extraction_of_phas.htm

7. Efecto del gen fadh1 en la producción del PHA conteniendo monómeros insaturados por Pseudomona putida. Diego Armando Castillo Franco.

http://www.javeriana.edu.co/biblos/tesis/ciencias/tesis219.pdf

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