Desarrollo sustentable de biomateriales aplicando microorganismos ambientales

Abstract

El objetivo general del proyecto consiste en desarrollar estrategias sustentables para el aprovechamiento de materiales de desecho en la producción de biomateriales utilizando microorganismos ambientales. Se utilizarán dos tipos de microorganismos ambientales: microalgas y una especie de bacteria productora de polihidroxialcanoatos. Se propone por un lado optimizar las condiciones del cultivo de microalgas para la obtención de biomasa con una composición adecuada como materia prima para la elaboración de biomateriales, utilizando aguas residuales como medio de cultivo. Y por el otro, optimizar la producción del copolímero polihidroxibutirato-valerato (PHBV) por parte de la bacteria halófila Halomonas titanicae además del ya caracterizado polihidroxibutirato (PHB), para ampliar la variedad de polihidroxialcanoatos producidos por esta bacteria, que es capaz de crecer a expensas de glicerol proveniente de la producción de biodiésel y otros desechos ricos en material carbonado, en presencia de elevadas concentraciones de sal. Para ello, se ajustará la suplementación del aditivo ácido propiónico al medio de cultivo, y se intervendrá genéticamente para bloquear una vía metabólica que desvía precursores hacia otro destino. Con ambos tipos de microorganismos se obtendrán muestras de biomateriales, puros y en mezclas (blends) que serán caracterizados térmica y mecánicamente. Para optimizar los bioprocesos implicados en la producción de los distintos microorganismos se desarrollarán técnicas de modelado computacional.

The general aim of the project consists in the development of sustainable strategies for the use of waste materials in the production of biomaterials. Environmental microalgae and an halophilic bacterium that produces polyhydroxyalkanoates will be used as the source of biomaterials. On one hand, microalgae culture conditions will be optimized to produce biomass with adequate composition. On the other hand, the polyhydroxyalkanoate producer Halomonas titanicae will be manipulated to produce the co-polymer polhyhydroxybutyrate-valerate (PHBV) besides the already characterized polyhydroxybutyrate (PHB). To that end, the addition of propionic acid to the culture medium will be adjusted, and genetic manipulations will be made to block a metabolic pathway that deviates the three-carbon precursors to alternative routes. Biomaterials will be prepared from both types of microorganisms, separately or forming blends with different compositions, and the resulting materials wiil be mechanically and thermically characterized. Computational modelling will be used to optimize the bioprocesses involved in the culture of both microalgae and the halophilic bacterium.