Producción microbiológica del poliester biodegradable poli-3-hidroxibutirato (PHB) a partir de Azotobacter chroococcum 6B

• Autores: Quagliano, Javier Carlos
• Año de publicación: 1998
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Miyazaki, Silvia Susana
• Materia: POLI-3-HIDROXIBUTIRATO; AZOTOBACTER CHROOCOCCUM; AIREACION; RELACION CARBONO/NITROGENO; PROPIEDADES FISICOQUIMICAS; APLICACIONES; POLY-3-HYDROXYBUTYRATE; AZOTOBACTER CHROOCOCCUM; AERATION; CARBON/NITROGEN RATIO; PHYSICOCHEMICAL PROPERTIES; APPLICATIONS
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

El poli-3-hidroxibutirato (PHB) es un poliéster de origen bacteriano obtenido bajo condiciones deestrés nutricional en el medio de cultivo. Se acumula en el citoplasma dentro de gránulos yrepresenta para el microorganismo una reserva de carbono y poder reductor. El PHB es unpolímero biodegradable, biocompatible, de regular cristalinidad y moderada resistencia mecánica,utilizable en varias aplicaciones una vez procesado, como por ejemplo en la fabricación deenvases plásticos completamente biodegradables. Al obtenerse además a partir de fuentes decarbono naturales renovables, representa un material promisorio para reemplazar a los plásticossintéticos en algunas áreas. En este Trabajo se optimizó en primer lugar un medio de cultivo parala obtención de PHB a partir de una cepa de Azotobacter chroococcum aislada de una muestra desuelo, para luego estudiar el efecto de distintas condiciones y sistemas de cultivo sobre elcontenido de biomasa celular y PHB. Se estableció el efecto de la tasa de aireación y de larelación carbono/nitrógeno bajo cultivo en fermentador sobre el contenido de biomasa, PHB,rendimientos de biomasa y PHB a partir de la glucosa consumida, velocidad especifica decrecimiento y de formación de PHB. Un modelo para la obtención del rendimiento real de PHBque utiliza los datos experimentales del contenido de PHB, rendimiento de biomasa y el valor delrendimiento teórico fue aplicado a los resultados obtenidos. Por último, para contribuir alconocimiento de un área poco investigada en Azotobacter sp., se estudió el efecto de lascondiciones fermentativas sobre las propiedades fisicoquimicas del PHB obtenido (cristalinidad,resistencia mecánica, estabilidad térmica y especialmente sobre el peso molecular relativo, factorque afecta en mayor medida al PHB en cuanto a su utilización). Tres potenciales aplicaciones del PHB fueron desarrolladas: i) como película de soporte para el cultivo de epidermis, ii) comopelícula para el peleteado de semillas de alfalfa utilizadas como inoculante y iii) como matrizpara el microencapsulamiento de enzima celulasa para su uso como aditivo en ensilado depasturas.
Poly-3-hydroxybutyrate (PHB) is a bacterial polyester obtained under nutritional stress in theculutre media. It accumulates as granules inside the citoplasm and represents a carbon andreducing power source. PHB is a biodegradable and biocompatible polymer, with regularcrystallinity and mechanical strength, utilizable in several applications once processed, such asfor the production of completely biodegadable containers. Additionally, as it is obtained fromnatural and renewable carbon sources, it looks as a possible material for replacing syntheticplastics in some areas. At first, on this work, a culture media for PHB production was optimized,using a strain of Azorobacrer chroococcum isolated from a soil sample, then the effect ofdifferent conditions and culture systems was studied on biomass and PHB content. The effect ofaeration rate and carbon/nitrogen ratio under fermentor cultivation was established over biomassand PHB contents, biomass and PHB yields from consumed glucose, specific growth rate and PHB formation. A model for obtaining overall PHB yields from the experimental data of PHBcontents, biomass yield and theoretical yield value was applied to the obtained results. Forcontributing to the knowledge of a scarcely investigated area on Azorobacrer sp., the effect offermentation conditions was studied on PHB physicochemical properties (crystallinity,mechanical strength, thermal stability and specially on the relative molecular weight, whichaffects PHB mostly for its utilization). Ihree potential applications were developed: i) as a filmfor supporting epiderrmal growth for burn cases, ii) as film for alfalfa seed pelleting used asinoculants and iii) as a matrix for the microencapsulation of the enzyme cellulase for itsutilization as additive on grass silage.
Fil: Quagliano, Javier Carlos. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.