Evaluación del pretratamiento biológico de biomasa macroalgal con Aspergillus oryzae para la producción de polihidroxialcanoatos (PHAs) con Cupriavidus necator

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dc.contributor.advisorDíaz Sánchez, Ana Belén
dc.contributor.advisorSánchez Torres, Viviana
dc.contributor.authorCala Parra, Kelly Fernanda
dc.contributor.evaluatorBallesteros Rueda, Luz Marina
dc.contributor.evaluatorChaves Guerrero, Arlex
dc.date.accessioned2022-11-04T21:05:27Z
dc.date.available2022-11-04T21:05:27Z
dc.date.created2022-11-03
dc.date.issued2022-11-03
dc.description.abstractLa macroalga invasora Rugulopteryx okamurae se acumula masivamente en las costas del sur de España, suponiendo una amenaza para la biodiversidad, generando el desplazamiento de especies nativas y la desvalorización de los recursos oceánicos. Debido a que presenta un alto contenido en carbohidratos, representa una materia prima innovadora para la producción de bioplásticos como los polihidroxialcanoatos (PHAs). Éstos sugieren una alternativa a los plásticos derivados del petróleo pues ejercen una menor carga ambiental por su completa degradación y eliminación segura. La tecnología que se ha considerado más eficiente para su obtención es la fermentación microbiana. Muchos estudios indican que Cupriavidus necator representa el microorganismo más adecuado para este propósito porque puede acumular grandes cantidades de PHA. Por este motivo, en este trabajo se estudia la producción de PHAs con C. necator a partir de hidrolizados azucarados obtenidos de la hidrólisis enzimática de la macroalga invasora R. okamurae. Con idea de facilitar el acceso de las enzimas a los polisacáridos de su pared celular, se evaluó la aplicación de un pretratamiento biológico, previo a la hidrólisis enzimática, utilizando el hongo Aspergillus oryzae. Con el alga pretratada durante 5 días bajo condiciones mejoradas se aumentó la concentración de azúcares en un 76 % en comparación con condiciones estándar. También se evaluó la producción de enzimas hidrolíticas mediante fermentación en estado sólido de A. oryzae sobre el alga invasora, obteniendo las máximas actividades para las enzimas alginato liasa y xilanasa, con valores de 15,19 y 31,01 U/g alga seca, respectivamente. El estudio también indicó que 48 horas de hidrólisis eran suficientes para alcanzar la concentración máxima de azúcares. Tras la fermentación de los hidrolizados con C. necator se obtuvo una concentración de PHB de 288,00 mg/L a las 24 h, aunque su rendimiento de producción no fue muy elevado (0,04 mg/mg de biomasa).
dc.description.abstractenglishThe invasive macroalga Rugulopteryx okamurae accumulates massively on the coasts of southern Spain, posing a threat to biodiversity, causing the displacement of native species and the devaluation of ocean resources. Due to its high carbohydrate content, it represents an innovative raw material to produce bioplastics such as polyhydroxyalkanoates (PHAs). PHAs suggest an alternative to petroleum derived plastics because they imply lower environmental loads due to their complete degradation and safe disposal. The technology that has been considered most efficient to obtain it is microbial fermentation. Many studies indicate that Cupriavidus necator represents the most suitable microorganism for this purpose because it can accumulate large amount of PHA. For this reason, in this work it has evaluated the production of PHA with C. necator from sugar hydrolysates obtained from the enzymatic hydrolysis of the invasive macroalga R. okamurae. With the objective of facilitating the access of enzymes to the polysaccharides of its cell wall, the application of a biological pretreatment was studied, prior to enzymatic hydrolysis, using the fungus Aspergillus oryzae. With the algae pretreated for 5 days under improved conditions, the concentration of sugars increased by 76% compared to standard conditions. The production of hydrolytic enzymes was also evaluated by solid state fermentation of A. oryzae on the invasive algae, obtaining the maximum activities for the alginate lyase and xylanase enzymes, with values of 15.19 and 31.01 U/g dry algae, respectively. The study also indicated that 48 hours of hydrolysis were sufficient to reach the maximum concentration of sugars. After fermentation of the hydrolysates with C. necator, a PHB concentration of 288.00 mg/L was obtained at 24 h, although its production yield was not very high (0.04 mg/mg biomass).
dc.description.degreelevelPregrado
dc.description.degreenameIngeniero Químico
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/11916
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingeníerias Fisicoquímicas
dc.publisher.programIngeniería Química
dc.publisher.schoolEscuela de Ingeniería Química
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAttribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectPretratamiento
dc.subjectmacroalgas
dc.subjectFES
dc.subjectazúcares
dc.subjectreductores
dc.subjecthidrólisis
dc.subjectenzimática
dc.subjectpolihidroxialcanoatos
dc.subject.keywordPretreatment
dc.subject.keywordmacroalgae
dc.subject.keywordpolyhydroxyalkanoates
dc.subject.keywordreducing
dc.subject.keywordsugars
dc.subject.keywordSSF
dc.subject.keywordenzymatic
dc.subject.keywordhydrolysis
dc.titleEvaluación del pretratamiento biológico de biomasa macroalgal con Aspergillus oryzae para la producción de polihidroxialcanoatos (PHAs) con Cupriavidus necator
dc.title.englishEvaluation of the biological pretreatment of macroalgal biomass with Aspergillus oryzae to produce polyhydroxyalkanoates (PHAs) with Cupriavidus necator
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado
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Ingeniería Química