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.
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