Producción de plásticos biodegradables en Guatemala (fase III) : Optimización de la biosíntesis de polihidroxialcanoatos por bacterias nativas utilizando suero lácteo / María del Carmen Bran González; investigador Ricardo Andrés Figueroa Ceballos; colaboradores Osberth Morales Esquivel y Gustavo Álvarez.

La fecha correcta de la portada es 30 de enero de 2023 (La carta de entrega al Fondo de investigación fue el 01/03/2023).

Tesauro DeCS

Los polihidroxialcanoatos (PHA) son polímeros biodegradables que podrían llegar a reemplazar a los plásticos producidos a base de petróleo, en especial por sus múltiples propiedades, como la biodegradabilidad, biocompatibilidad, su no toxicidad y termoplasticidad. No obstante, a pesar de sus beneficios, su utilización a gran escala está limitada por deficiencias en los procesos de producción tales como los costos asociados con las materias primas. Se ha estimado que la mejora en el proceso de producción de PHA a través de la utilización de residuos que representen materiales de desecho, tales como el suero lácteo o los desechos agroindustriales pueden reducir significativamente el costo de producción hasta en un 50%. En este proyecto de investigación se propuso establecer el potencial biotecnológico de bacterias nativas para la producción de PHA, esto se logró utilizando suero lácteo como sustrato para fermentación, la metodología de cloroformo-hipoclorito para la extracción de los biopolímeros y la determinación de los PHA por espectrofotometría. Se encontró que 28 cepas de 40 evaluadas son capaces de utilizar el suero lácteo como sustrato, asimismo se estableció que las mejores condiciones de fermentación se dieron al utilizar pH 7, temperatura de 37 ºC y agitación constante a 150 RPM. Las condiciones de fermentación probadas en esta investigación podrían ser aplicadas a escalas superiores para la producción de PHA, principalmente por la similitud de rendimiento de producción del biopolímero que se obtiene respecto a medios químicamente definidos y la reducción de costos que aportaría la utilización de subproductos de la industria láctea.

Polyhydroxyalkanoates (PHA) are biodegradable polymers that could eventually replace petroleumbased plastics, especially due to their multiple properties, such as biodegradability, biocompatibility, non-toxicity, and thermoplasticity. However, despite its benefits, its large-scale use is limited by deficiencies in production processes such as the costs associated with raw materials. It has been estimated that the improvement in the PHA production process through the use of residues that represent waste materials, such as whey or agro-industrial waste, can significantly reduce production costs by up to 50%. In this research project, it was proposed to establish the biotechnological potential of native bacteria for the production of PHA, this was achieved using whey as a substrate for fermentation, the chloroform-hypochlorite methodology for the extraction of biopolymers and the determination of PHA by spectrophotometry. It was found that 28 strains out of 40 evaluated are capable of using whey as a substrate, likewise it was established that the best fermentation conditions occurred when using pH 7, temperature of 37 ºC and constant stirring at 150 RPM. The fermentation conditions tested in this research could be applied to higher scales for the production of PHA, mainly due to the similarity of production yield of the biopolymer that is obtained with respect to chemically defined media and the cost reduction that the use of by-products of the dairy industry would provide.