OBTENCIÓN DE BIOPOLIMEROS A PARTIR DE LOS RESIDUOS GENERADOS EN LA COSECHA DEL PLATANO HARTÓN “Musa AAB” EN LA REGION DEL ARIARI.

CARLOS ESTEBAN RODRIGUEZ PRADO

(117002830)

BRIAN MORA SUAREZ (117002823)

OBJETIVOS

GENERAL

- Identificar y evaluar el método mas adecuado para la

obtención de biopolímeros a partir de los residuos del

platano hartón que se produce en la región del ariari.

ESPECIFICOS

- Seleccionar el tipo de residuo del plátano que se va a

trabajar teniendo en cuenta la cantidad que se puede

encontrar de éste.

-Identificar la clase de biopolímero que se va a obtener.

- Seleccionar los tipos de microorganismos que se van a

trabajar según su facilidad de adquisición, costos y

eficiencia según lo reportado en la literatura.

INTRODUCCIÓN

En la actualidad ha surgido una importante

tendencia a reemplazar los empaques

derivados de materiales petroquímicos

como el polietileno y el polipropileno, para

ello se han hecho bastantes investigaciones

relacionadas con la producción de

biopolímeros que hacen referencia a una

“variedad de macromoléculas, producidas

por sistemas biológicos, como animales,

plantas o microorganismos” que pueden ser

sintetizadas químicamente, pero como

requisito estos polímeros deben provenir de

sistemas biológicos, como aminoácidos,

azucares, lípidos, entre otros.

 

EL PLATANO EN COLOMBIA

“Infortunadamente, cerca del 95% de los

residuos que se generan del plátano en

Colombia no son aprovechados

eficientemente por el cultivador, ya que su

producción la enfoca en la comercialización o

como opción alimenticia para el hogar, por lo

que después de usar el fruto destina lo

restante a abono para la cosecha, por medio

de su descomposición” (Ángela María

Betancurt Jaramillo, 2011)”, normalmente el

9% de los residuos del plátano se utilizan

para este fin de composteo.

BIOPOLÍMEROS

Los biopolímeros, químicamente se pueden

clasificar en ácidos nucléicos, poliamidas como

las proteínas y los aminoácidos, polisacáridos,

poliésteres orgánicos (tales como los

polihidrixialacanoatos, ácido polimálico),

politioésteres, poliésteres inorgánicos (como el

polifosfato), poliisoprenoides y polifenoles como

la lignina o el ácido humínico.

Tienen propiedades fisicoquímicas y

termoplásticas similares a la de los polímeros

obtenidos a base de petróleos, a diferencia que al

ser desechados se degradan en menos tiempo.

POLIHIDROXIALCANOATOS (PHAs)

Son polímeros lineales de (R)-3-

hidroxiácidos en los cuales el grupo

carboxilo de un monómero forma un

enlace tipo éster con el grupo hidroxilo

del monómero siguiente (poliésteres).

A la fecha se han identificado alrededor

de 130 tipos diferentes de PHAs

(Niamsiri et al., 2004;sheu et al., 2000)

Las dos clases más co1munes de PHA

son: el PHB, PHV y el polihidroxibutirato-

covalerato (PHB-V) (Franchetti y

marconato, 2006).

ORGANISMOS PRODUCTORES Y FORMAS DE PRODUCCIÓN DE PHAs

La producción de los polihidroxialcanoatos

puede ser in vitro o in vivo.

La producción de PHA in vitro se hace a partir

de lactonas, ácido hidroxialcanóicos o el

tioéster sintético 3-hidroxiacetil-CoA

empleando enzimas aisladas tales como

lipasas, esterasas o algunas proteasas.

La producción de PHA in vivo se puede dar

de dos formas: por fermentación de sustratos

a través de microorganismos y a través de

plantas modificadas genéticamente.

CASO ESPECÍFICO

En el caso de la producción de

biopolímeros a partir de los residuos del

plátano, estaría mas enfocado hacia la

producción de PHA in vivo por

fermentación, en la cual son utilizados

microorganismos ya sean especies

nativas, lo que quiere decir que tiene la

habilidad innata de producción de PHA, o

también es posible utilizando

microorganismos que hayan sufrido

modificaciones genéticas.

OBTENCIÓN DE POLIHIDROXIBUTIRATOS

Empezando con un proceso de hidrolisis de la

cascara del plátano, esto con pre-tratamientos

térmicos con agua a alta temperatura(170°c) a 5

atm, se usa para exponer la hemi-celulosa a

celulosa y luego a romper la hemicelulosa a xilosa

por hidrólisis automática ( Saha, 2009 ). La celulosa

es tratada con celulasas; se realiza una

decoloración con carbón activado; Después de la

fermentación, el siguiente paso es el aislamiento y

purificación del PHB. En este nivel, el PHB debe ser

extraído del citoplasma celular y para esto la

membrana celular debe ser destruida y el PHB es

disuelto en solventes. Es así como el PHB queda

separado de la biomasa residual.

RESIDUOS LIGNOCELULOSICOS

Los subproductos lignocelulosicos

representan una considerble cantidaad

del material que sale de las cadenas

de producción agricola y agroindustrial

convirtiéndose en residuos de

producción.

Los materiles lignocelulosicos deben

ser sometidos a pretratamientos para

obtener una solución de azucares

fácilmente fermentables y asi

suministrar como sustrato a

microorgnismos con altos

rendimientos de producción de PHB.

Microorganismo

Sustrato PHB acumulad

o max (w/w)

Productividad (gphbLH)

B. sacchari IPT 101

Bagazo de caña

hidrolizado

62% 0.11

B. cepacia IPT 048

Bagazo de caña

hidrolizado

53% 0.09

B. saccharii IPT 101

Xilosa + Glucossa

58% 0.47

B. cepacia IPT 048

Xilosa + glucosa

57% 0.46

P. pseudoflava ATCC 33668

Xilosa 27.5% 0.031

B. cepacia ATCC 17759

Xilosa 45% 0.10 g

Escherichia coli TG1 (pSYL107)

Xilosa 35.8% 0.028

E. coli r TG1 (pSYL107)

Xilosa 64% 0.040

E. coli TG1 (pSYL107)

Xilosa 73.9% 0.11

Ralstonia eutropha

Bagazo de caña hidrolizado

57% _

CONCLUSIÓN

Según lo evidenciado en los diferentes documentos consultados,

se puede decir que la producción de biopolímeros a partir de

residuos agroindustriales está todavía en constante estudio y

que sus aplicaciones a escala industrial son escasas, debido a los

altos costos de producción, sin embargo, cada dia son mas las

investigaciones para poder minimizarlos, y para poder encontrar

los materiales apropiados que aseguren un rendimiento

sostenible en este campo. La mejora de la productividad en estos

procesos requiere una búsqueda de nuevas materias primas

alternativas, diseño de la técnica de pretratamiento y mejora en

las etapas de fermentación y separación.

Gracias