Producción de polihidroxialcanoatos por lodos activados a partir de suero de queso

Abstract

Los polihidroxialcanoatos (PHA) constituyen una buena alternativa para reemplazar a los plásticos convencionales de origen petroquímico. Los PHAs son biopoliésteres sintetizados por bacterias como reserva intracelular de carbono y energía. La producción industrial de PHA se basa en el uso de cultivos puros bajo condiciones de esterilidad y fuentes de carbono puras. El uso de cultivos mixtos, como el caso de lodos activados, y el de efluentes ricos en carbono permiten reducir los costos de producción. La producción de este biopolímero usando cultivos mixtos y efluentes ricos en carbohidratos requiere 3 etapas: fermentación, selección de microorganismos y producción. La selección es comúnmente realizada en un reactor discontinuo secuencial (SBR, sequencing batch reactor), alternando disponibilidad y limitación de carbono. La producción de PHA se realiza en batch o batch alimentado, con limitación en algún nutriente. El objetivo del presente trabajo fue estudiar la factibilidad de producción de PHA (escala laboratorio) por lodos activados alimentados con suero de queso, utilizando únicamente 2 etapas: selección y producción. La selección se realizó en un SBR aeróbico y la producción de PHA en batch aeróbico limitado en nitrógeno y fósforo. El PHA fue detectado por tinción con Sudan Black y FTIR (Fourier transform infrared spectroscopy). Se determinó la máxima acumulación de PHA del cultivo batch mediante tinción con Sudan Black acoplada a análisis de imágenes. Esta técnica permitió determinar el punto final del sistema de producción de PHA, prescindiendo de la extracción química del polímero. Se secó la biomasa obtenida en la etapa de producción. Se extrajo el PHA con cloroformo y se precipitó con etanol. El rendimiento resultó 13,2 % (gPHA/gST) con pureza de 95,4%. El PHA correspondió al co-polímero P(HB-HV, Hidroxibutirato-Hidroxivalerato) con relación molar % HB:HV: 95,4:4,6, determinada por espectrofotometría UV. Es conocido que el co-polímero P(HB-HV) se vuelve más flexible y más resistente a medida que aumenta la fracción de HV. Se sugiere realizar estudios adicionales, combinando efluentes lácteos con aquellos derivados de otras industrias, a fin de obtener un polímero con mayor contenido de HV y en consecuencia con mejores propiedades mecánicas.