Biopolimeros Flashcards
Que son los biopolimeros?
Polímeros producidos por organismos vivos, no necesariamente de origen microbiano.
Ventajas de biopolimeros producidos por m.o.
- Los mo pueden usar como nutrientes sustrato de muy bajo costo o incluso negativo (residuos agroindustriales)
- Crecen en condiciones de P y T moderadas (amigable con el medio ambiente)
- Puede trabajarse con mo geneticamente modificados
- Biorefinerías (aprovechamiento de otros productos de metabolismo)
- BIODEGRADABILIDAD!!! Reducen el problema de los desechos
Los residuos plásticos una vez que se degradan pueden llegar como nanoparticulas al agua y ser consumidos por peces (contaminación)
Por que los biopolimeros producidos por mo son biodegradables?
Que sean biodegradables significa que pueden ser degradados por acción enzimática de otros mo.
Como los biopolimeros son naturales, existen en el planeta desde hace mucho tiempo. Entonces es muy probable que existan mo que se adaptaron a su existencia y que hayan desarrollado las enzimas necesarias para degradarlos.
Productos de la degradación de biopolímeros
Si es degradación aerobia CO2 y H2O.
Si la degradación es anaerobia CH4 y CO2.
Es mas ventajoso que el metabolito que queremos producir sea intra o extracelular? Por que?
Extracelular. Porque necesitamos menos pasos para separar al metabolito. Si fuera intracelular habría que hidrolizar la célula. Siendo extracelular la celula lo saca por nosotros.
Nanocelulosa bacteriana (NCB)
- Producida por Komagataeibacter xylinus, bacteria AEROBICA ESTRICTA, GRAS
- Condiciones estáticas
- Metabolito primario extracelular
- Quimicamente identica a la celulosa vegetal (pero libre de lignina :) )
- Nanocintas de celulosa entretejidas formando una pelicula gelatinosa muy hidratada en la superficie del recipiente de fermentación (interfaz medio de cultivo/aire)
- Toma la forma del recipiente
- El espesor incrementa con el tiempo de fermentación
Que ventaja le trae al mo producir nanocelulosa?
La nanocelulosa son cintas de celulosa entretejidas que forman una pelicula gelatinosa en la superficie del recipiente.
Las ventajas que le trae a la bacteria son:
1) Flotabilidad (acceso al oxígeno): Recordemos que la bacteria que la produce es aerobia estricta, entonces producirla hace que los mo que quedan anclados a la membrana y se acerquen a la superficie
2) Protección UV y a elementos químicos nocivos
Qué pasa si se agita el cultivo donde se produce la nanocelulosa?
Cuando se cultiva en condiciones estáticas la mayoría de los mo son productores de celulosa.
Pero cuando se agita las bacterias son celulosa negativa (no la producen).
Esto es porque las bacterias crean la NCB para flotar y tener acceso al o2, pero si hay agitación hay buena aireación y no la necesitan. Prefieren usar la glucosa para crecer y reproducirse, o sea que con agitación hay aumento de biomasa pero no se genera NCB.
Limitaciones de la producción de NCB
La capacidad de producción es limitada: Es mucho mas cara la NCB que la celulosa vegetal, entonces se usa para usos mas sofisticados.
Se usa en:
- Alimentos: Les da firmeza pero no se digiere en el tracto intestinal (pasa de largo)
- Cosmética (mascarillas)
- Electronica
- Medicina (biocompatibilidad) ej como sustituto de tejido humano
y mas…
Etapas de producción de NCB
1) Inóculo a 28°C CON AGITACIÓN x 48 hs
2) Fermentación a 28°C durante unos días (según el grosor que quiero) ESTATICO
3) Tratamiento de la NCB obtenida: Se lava con agua para eliminar el medio de cultivo (le da color amarillo) y luego con solución alcalina para lisar las células de bacterias.
Polihidroxialcanoatos (PHA)
Son biopoliesteres sintetizados INTRACELULARMENTE en forma de granulos
- Propiedades físicas similares a los plásticos derivados del petroleo.
- El mas estudiado es el PHB (polihidroxibutirato) producido por Azotobacter vinelandii
- Degradable en menos de un mes por mo cuando se lo entierra PERO nanopartículas toxicas para la vida acuatica si llega al agua
Que ventaja le trae al mo producir PHA?
Son sintetizados como reserva de C y energía para usarlos mas tarde.
Generalmente la producción es inducida, pues sucede como respuesta ante una limitación de ciertos nutrientes esenciales pero con exceso de C.
Producción de PHA
1) Se aumenta la biomasa del mo
2) Fermentación en medio con exceso de C y limitando otro nutriente
3) Se centrifugan las células para extraer el polimero
4) Separación y purificación
Limitaciones PHA
La principal limitación es la cantidad de PHA producido (para V importantes deben hacerse muchas fermentaciones)
Además, como el proceso de extracción y purificación es mas complejo es mas costoso.
Aplicaciones en envases, pero se los combina con otros biopolímeros de bajo costo. También tiene aplicaciones biomédicas.
Alginato
Biopolímero con propiedades del plástico producido por Azotobacter vinelandii EXTRACELULARMENTE.
