Alginato

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CAPITULO 1


1.1 FORMULACIÓN DEL PROYECTO


En una primera etapa el trabajo de laboratorio consistirá en la propagación de la cepa salvaje de Azotobacter vinelandii en matraces de 500 ml de capacidad, Esto con el propósito de llevar el cultivo a una fase líquida y de obtener parámetros cinéticos del microorganismo en condiciones definidas que sean de relevancia para el estudio quese desea llevar a cabo.


La segunda etapa consistirá en inocular el microorganismo en un reactor de 4,5 litros de volumen útil, donde mediante una estrategia de cultivo en quimiostato simple se estudiará el efecto del flujo de aire sobre la capacidad producción de Alginato y Polihidroxibutirato por A.vinelandii. Se decidió utilizar este tipo de estrategia de cultivo ya que se logransistemas con menor dinámica que en estrategia por lote o lote alimentado. El quimiostato simple permite mantener fijas ciertas variables del sistema que de lo contrario podrían ejercer un efecto desconocido sobre la producción de Alginato y Polihidroxibutirato, que eventualmente interferiría con el estudio y los cálculos. Ejemplo de estas variables es la concentración de sustrato y producto en elmedio, entre otras.


Durante la fermentación en quimiostato simple el flujo de aire (vvm) descenderá controladamente y de manera escalonada logrando cada vez un estado estacionario, momento en el cual se registraran las concentraciones de los productos de interés mediante espectrofotometría, de esta manera se pretende obtener los perfiles de concentración de producto versus flujo de aire alreactor.













1.2 MARCO TEÓRICO



1.2.1 Azotobacter vinelandii


La familia Azotobacteriaceae comprende a las bacterias del genero Azotobacter, las cuales se caracterizan por ser Gram. negativas. Son microorganismos esféricos, aerobios estrictos, de una morfología muy variable ya que pueden encontrarse como células individuales, de a pares o formando agregadosirregulares. Son quimioorganotróficas, utilizan azúcares, alcoholes y sales inorgánicas para crecer. Son fijadores de nitrógeno atmosférico y requieren molibdeno para fijarlo el cual puede ser parcialmente reemplazado por vanadio. Utilizan nitrato, sales de amonio y ciertos aminoácidos como fuentes de nitrógeno. El rango de pH en el que crecen en presencia de nitrógeno combinado es 4.8-8.5 y el pHóptimo para crecer cuando fijan nitrógeno es 7.0-7.5. Tienen la capacidad de formar quistes resistentes a la desecación, los cuales son estados celulares que presentan una disminución importante en la actividad metabólica, disminuyendo la respiración. El proceso de enquistamiento es un modelo de diferenciación celular en donde las células de A. vinelandii después de formar quistes pueden germinar(retomar su forma vegetativa) en condiciones adecuadas. (Espín. G,2000)
Múltiples estudios han demostrado que Azotobacter vinelandii es una bacteria de gran interés en la producción del polisacárido extracelular Alginato y el poliéster intracelular Polihidroxibutirato ambos polímeros de uso industrial.


1.2.1.1 Efecto de las condiciones de aireación y agitación en cultivos de A.vinelandiiLa morfología de A.vinelandii cambia en respuesta a las condiciones de aireación y mezclado del cultivo. Se ha visto que en condiciones de pobre mezclado forman agregados celulares, esto se debe a que estas A.vinelandii presenta una capa externa compuesta de Alginato que actúa como adherente celular. (Peña y Galindo, 2001)










1.2.2 Alginato



Los Alginatos sonheteropolímeros lineales compuestos por monómeros de ácido manurónico y ácido gulurónoico, utilizados principalmente como aditivos para gelificar, emulsionar, estabilizar o viscosificar soluciones acuosas, también en el recubrimiento y protección de heridas y en la inmovilización de células y enzimas. A pesar de que el Alginato utilizado en la industria actualmente es extraído de algas marinas cafés de...