BENEMÉRITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE PUEBLA FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA
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BENEMÉRITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE PUEBLA FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA COLEGIO DE INGENIERÍA EN ALIMENTOS EFECTO DE LA RAZÓN CARBONO/NITRÓGENO SOBRE EL PESO MOLECULAR DEL ALGINATO PRODUCIDO POR Azotobacter vinelandii TESIS QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE: INGENIERO EN ALIMENTOS PRESENTA: DIANA JOHANA HERNÁNDEZ NÁJERA. Asesor Interno: M.C. HÉCTOR RUÍZ ESPINOSA. Asesores Externos: M.C. ÁLVARO ENRIQUE DÍAZ BARRERA Dr. CARLOS FELIPE PEÑA MALACARA INSTITUTO DE BIOTECNOLOGÍA – UNAM AGOSTO 2007. ÍNDICE GENERAL Pág. RESUMEN 1 INTRODUCCIÓN 3 V. ANTECEDENTES I.1 Polisacáridos microbianos: aspectos generales 5 I.2 Alginatos: aspectos generales 7 I.2.1 Aplicaciones de los alginatos 9 I.3 Generalidades de Azotobacter vinelandii 10 I.3.1 Función biológica del alginato 11 I.4 Factores que afectan la producción de alginatos por A. vinelandii 12 I.5 Efecto de la fuente de nitrógeno y la relación carbono / nitrógeno en la producción de alginatos por A. vinelandii HIPÓTESIS Y OBJETIVOS 12 14 V. MATERIALES Y MÉTODOS II.1 Microorganismo y mantenimiento de la cepa 15 II.2 Medio de cultivo y razón C/N 15 II.3 Preparación del inóculo 16 II.4 Cultivos en matraces agitados 16 II.5 Cultivos en biorreactor 17 II.6 Determinación del crecimiento microbiano por espectrofotometría 18 II.7 Determinación de la concentración de sacarosa por el método de – fructofuranosidasa – DNS 19 Pág. II.8 Determinación de la concentración de amonio por el método del Indofenol 20 II.9 Extracción y cuantificación de alginato 22 II.10 Análisis del peso molecular del alginato 23 II.11 Determinación de la viscosidad del caldo de cultivo 24 II.12 Cálculo de los parámetros cinéticos 24 V. RESULTADOS Y DISCUSIÓN III.1 Cinéticas de fermentación de A. vinelandii en matraces agitados a diferentes razones C/N 26 III.1.1 Fermentación de A. vinelandii en matraz a razón C/N inicial de 56 26 III.1.2 Fermentación de A. vinelandii en matraz a razón C/N inicial de 24 III.2 29 Cinéticas de fermentación de A. vinelandii en biorreactor de 2 L a diferentes razones C/N 33 III.2.1 Fermentación de A. vinelandii en bioreactor a razón C/N inicial de 56 33 III.2.2 Fermentación de A. vinelandii en bioreactor a razón C/N inicial de 34 38 III.2.3 Fermentación de A. vinelandii en bioreactor a razón C/N inicial de 24 42 CONCLUSIONES 49 RECOMENDACIONES 50 BIBLIOGRAFÍA 51 INTRODUCCIÓN El alginato es un copolímero de ácido -L gulurónico y ácido -D manurónico. Es empleado como aggente espesante, gelificante, viscosificante y estabilizante, en la industria alimentaría, farmacéutica, textil, entre otras. Este polímero actualmente es extraído de algas marinas, sin embargo, también puede ser sintetizado por especies bacterianas como Azotobacter vinelandii. Utilizando esta bacteria como fuente productora de alginatos, se realizaron cultivos en matraces agitados y reactor de laboratorio (2 L), con el objetivo de evaluar el efecto de la razón carbono/nitrógeno sobre la síntesis y el PMP del alginato. Los polisacáridos tienen la capacidad de alterar las características reológicas de soluciones acuosas. Son utilizados como agentes espesantes, gelificantes y estabilizantes de los sistemas acuosos, actúan como floculantes y aglutinantes, en diversas industrias como la farmacéutica, petrolera, textil, alimenticia y papelera, entre otras.
