Estudi dels polihidroxialcanoats acumulats per "Pseudomonas aeruginosa 42A2": producció i caracterització
[cat] Actualment, es pot considerar que vivim a l'era dels plàstics. En els últims 50 anys els plàstics d'origen petroquímic han esdevingut un dels materials més emprats. La seva versatilitat, propietats tècniques i un cost relativament baix (0,70$US per Kg) són alguns dels factors que han...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2007 |
| País: | España |
| Institución: | Universidad de Barcelona |
| Repositorio: | Dipòsit Digital de la UB |
| OAI Identifier: | oai:diposit.ub.edu:2445/42430 |
| Acceso en línea: | https://hdl.handle.net/2445/42430 http://www.tdx.cat/TDX-0910107-115535 http://hdl.handle.net/10803/2420 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Biopolímers Plàstics Pseudomonas Biodegradació Biopolymers Plastics Biodegradation |
| Sumario: | [cat] Actualment, es pot considerar que vivim a l'era dels plàstics. En els últims 50 anys els plàstics d'origen petroquímic han esdevingut un dels materials més emprats. La seva versatilitat, propietats tècniques i un cost relativament baix (0,70$US per Kg) són alguns dels factors que han influït en la proliferació del seu ús. Fins al moment han estat descrites moltes i molt diverses aplicacions per aquest material (Zinn et al., 2001).El principal desavantatge dels plàstics convencionals és la seva baixa biodegradabilitat. Els residus plàstics no són biodegradables i els costos dels processos de reciclatge són molt elevats (Yu et al., 1998). D'altra banda, la disponibilitat, l'accessibilitat i l'explotació de les fonts de carboni d'origen fòssil són cada vegada més limitades. El fet que sigui una font d'energia no renovable, conjuntament amb l'augment del seu cost ha fet necessari buscar altres fonts d'energia alternatives, per la qual cosa l'aplicació de processos biotecnològics ha despertat gran interès pel seu potencial.Per aquest motiu, al començament dels anys 80s, es començaren a realitzar diferents aproximacions en el desenvolupament i en la producció de plàstics biodegradables com per exemple: la cel·lulosa, el midó, la quitina, la poliamida, l'àcid polilàctic (PLA) i els polihidroxialcanoats (PHAs), ja que són considerats com una alternativa als "petroplàstics".Els Polihidroxialcanoats (PHAs) són polièsters biològics sintetitzats per nombrosos microorganismes i acumulats intracel·lularment en forma de grànuls com a reservori d'energia i de font de carboni. Aquest fenomen, sovint, està associat a un excés de la font de carboni i a la limitació d'algun altre nutrient (p.e: el nitrogen, el fòsfor, etc.). Els PHAs són materials biodegradables, biocompatibles i totalment estereoespecífics (tots els estereocentres tenen configuració [R]). Aquests biopolímers presenten propietats mecàniques semblants a alguns termoplàstics sintètics (p.e. el polipropilè), per altra banda el fet de ser materials biocompatibles fa que siguin bons canditats en el camp de la biomedicina. D'altra banda els PHAs tenen una gran versatilitat en termes de composició, de tal manera que es poden obtenir mcl-PHAs funcionalitzats susceptibles de ser modificats químicament a posteriori per tal de modular les propietats del polímer original.Els objectius d'aquesta tesi són:1. L'obtenció de nous polihidroxialcanoats (PHAs) funcionalitzats a partir de cultius de Pseudomonas aeruginosa 42A2 emprant com a substrats fonts de carboni definides i olis vegetals.2. La determinació estructural, caracterització físico-química i l'estudi microscòpic dels polièsters obtinguts.3. La derivatització dels PHAs funcionalitzats.En el present treball s'ha demostrat que Pseudomonas aeruginosa 42A2 es capaç de créixer i acumular PHA a partir dels següents substrats: àcid nonanoic, àcid undecanoic, àcid undecenoic, extracte monodi, àcid linoleic i oli de llinosa. Tots els PHAs obtinguts han estat caracteritzats mitjançant RMN, CG-EM i FTIR, de la mateixa manera també s'han analitzat les propietats tèrmiques (DSC i TGA) i s'han determinat els pesos moleculars (GPC). Quan s'utilitza l'oli de llinosa com substrat s'obté un PHA altament funcionalitzat que conté un 16% d'unitats monomèriques poliinsaturades (8,3% de C14:3 i 7,6% de (C14:2+C12:2). Aquest polímer funcionalitzat s'ha derivatitzat mitjançant tractament fotoquímic amb radiació UV per tal d'induir l'entrecreuament de les cadenes laterals poliinsaturades i generant així un nou polímer.Els canvis estructurals deguts a la reacció d'entrecreuament han estat seguits mitjançant diverses tècniques analítiques (RMN, FTIR, CG-EM, DSC i TGA). En aquest treball, també es presenta un estudi tant del bacteri com del PHA com a biomaterial emprant diverses tècniques microscòpiques (TEM i AFM), essent la primera vegada que es recullen imatges d'un polihidroxialcanoat reticulat.Paral·lelament, es va realitzar l'escalat a bioreactor dels cultius amb àcid undecanoic i àcid undecenoic, com a co-substrats. En els diferents experiments realitzats en bioreactor s'han obtingut polímers amb diferent contingut de monòmers insaturats (15-70%), indicant així que, el règim d'alimentació continu en els cultius en bioreactor permet modular la composició del polímer i augmentar el percentatge d'acumulació de PHA fins a un 50% en front del 20% que s'obtenia en els cultius amb matrassos. |
|---|