Browsing by Author "Porporatto, María Celeste"

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    Caracterización de Poli(ácido láctico) por viscosimetría capilar
    (AJEA- Actas de Jornadas y Eventos Académicos de UTN, 2023-12) Porporatto, María Celeste; Alfonzo Sereno, Valentina del Valle; Giletta, Catalina Ana; Mercuri Carignano, Sol Candelaria; Toranzo, Virginia; Nicolau, Verónica V.
    El poli(ácido láctico) – PLA – es un bioplástico con numerosas aplicaciones en el sector de los termoplásticos. Existen en el mercado numerosos grados comerciales de PLA siendo escasos los controles de calidad que se realizan en las industrias de procesamiento de termoplásticos. Una de las principales características que afecta las propiedades del polímero es su peso molecular. En este trabajo se determinó el peso molecular medio Mv de dos muestras de PLA comercial por viscosimetría capilar empleando un viscosímetro Ubbelohde 1C a 25 y 30 °C y soluciones de concentración 0,0; 0,1; 0,3; 0,5; 0,7; 1,0 y 2,0 g/dl en cloroformo. Las constantes de Mark Houwink fueron tomadas de la literatura. El error relativo porcentual de los pesos moleculares incrementó con el grado de cristalinidad del PLA siendo 2,5% para aplicaciones convencionales de extrusión.
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    Evaluación del uso de lignina como agente encapsulante de bacterias ácido-lácticas para la producción de ácido láctico
    (AJEA - Acta de Jornadas y/o Eventos Académicos de UTN, 2024-12-27) Porporatto, María Celeste; Basconi Vilosio , Valentina; Páez, Roxana; Nicolau, Verónica V.
    La lignina, uno de los biopolímeros más abundantes en la Tierra, es un recurso prometedor para aplicaciones sostenibles. Las bacterias ácido-lácticas son clave en la bioconversión de permeado de lactosuero (subproducto de la industria quesera) en ácido láctico, donde la inmovilización celular ofrece ventajas operativas. En este trabajo se evaluó el impacto de la lignina Kraft de eucalipto en el crecimiento de bacterias ácido-lácticas y su uso para encapsularlas en matrices de alginato de sodio y una mezcla de alginato con alcohol polivinílico. Se comparó el rendimiento de las células inmovilizadas con células libres en la fermentación de permeado de suero lácteo, analizando el crecimiento bacteriano y la producción de ácido láctico. Además, se estudió el efecto de la técnica de congelación-descongelación en la viabilidad celular. Los resultados indicaron que la lignina no afecta el crecimiento de BAL, es viable como agente encapsulante, y la congelación-descongelación no compromete la viabilidad del biocatalizador.
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    Experimental and theoretical growth of the probiotic bacteria Lactobacillus rhamnosus in whey permeate.
    (2023-06) Porporatto, María Celeste; Nicolau, Verónica V.
    The main problem to produce probiotics in adequate amounts for industrial applications is the high cost of the formulated growth media. In this sense, whey permeate is an economical “by-product” of the cheese-making process, rich in lactose. Also, the optimisation of fermentation processes and their subsequent industrial large scaling requires the development of kinetic models to understand and predict the behaviour of the specific strain. The aim of this work was to study experimentally and theoretically the fermentation of whey permeate using an isolated strain of the species Lactobacillus rhamnosus. Lactobacillus rhamnosus was isolated in our laboratory from whey samples from Córdoba (Argentina). For the formulation of the fermentation medium, a whey permeate solution with an initial lactose concentration of 53 g/L supplemented with yeast extract (20 g/L), tryptone (10 g/L) and Tween 80 (1 g/L) was prepared. Batch fermentation was performed in a 1 L bioreactor at atmospheric pressure, constant temperature (37ºC), pH (6) and agitation (200 rpm). Ammonium hydroxide was employed as neutralizing agent. The bioreactor was inoculated (12.5% v/v) with a 24h-old seed culture. The fermentation was performed for 14 h and monitored every hour for biomass, lactose and lactic acid measurements by viable cell counts, Fehling-Causse-Bonnans titration, and the spectroscopic Fe+3 lactate complex method, respectively.The measurement are showed in Figure 1. The fermentation model involves the rate equations of biomass growth (logistic equation), product formation (Luedeking–Piret) and substrate utilization (modified Luedeking–Piret) [1]. The computer program was written in Python3. The differential equations were solved with an integration routine appropriate for non-stiff systems. Kinetic parameters were adjusted to fit the measurements. Simulation results and the adjusted kinetic parameters are shown in Figure 1. Final viable cell count was 6.8x108 CFU ml−1. The model predictions appropriately reproduce the experimental data. In future works, the fermentation model will be employed for the optimization of biomass production from the isolated strain of Lactobacillus rhamnosus.
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    Valorización de lignina como agente de encapsulación de bacterias ácido lácticas para la producción de ácido láctico.
    (INTEMA, 2023-12) Porporatto, María Celeste; Nicolau, Verónica V.
    La lignina es uno de los biopolímeros más abundante de la Tierra y sus tecnologías de valorización aún están en desarrollo. Debido a sus múltiples propiedades, entre ellas disponibilidad, bajo costo, biocompatibilidad y no toxicidad, es un excelente recurso para su uso en aplicaciones “verdes” innovadoras. Existen estudios sobre el uso de lignina en matrices de secado para encapsulación de microorganismos probióticos [1] y también como agente de inmovilización en la formulación de bio-inoculantes [2]. Sin embargo, hasta dónde los autores conocen, no existen en la literatura estudios asociados a la utilización de lignina Kraft (LK) para la encapsulación de bacterias ácido lácticas (BAL) en la producción biotecnológica de ácido láctico (AL). El AL es obtenido principalmente por fermentación por lotes con células libres. Sin embargo, la fermentación por lotes con células inmovilizadas ofrece varias ventajas, tales como facilitar la reutilización de las células, disminuir el costo de procesamiento de la preparación del inóculo y minimizar los riesgos de contaminación externa, entre otros. Dentro de los hidrogeles más empleados para la encapsulación de BAL se destacan los hidrogeles de alginato [3]. Sin embargo, la presencia de grupos carboxilo e hidroxilo en los biopolímeros capaces de ligar agua provocan una disminución de la resistencia mecánica en estado húmedo. Una de las estrategias utilizadas para mejorar la resistencia es la modificación química con un polímero biocompatible con buena resistencia mecánica tal como el alcohol polivinílico (PVA). El objetivo de este trabajo es emplear LK de eucalipto como agente de encapsulación de BAL para la fermentación de permeado de suero formulado y evaluar su efecto en el crecimiento de las BAL y en la producción de AL. Para ello, se empleó una BAL aislada en nuestro laboratorio a partir de muestras de suero lácteo de la provincia de Córdoba (Argentina). Para la formulación del medio de fermentación se empleó una solución de permeado de suero con una concentración inicial de lactosa de 27,6 g/L suplementada con extracto de levadura (2,5 g/L), peptona de carne (2,5 g/L), Tween 80 (0,25 mL/L) y solución de Mg/Mn (5mL/L) [4]. La encapsulación de las células se llevó a cabo adoptando la metodología descrita por Radosavljević [3] empleando soluciones acuosas estériles de LK 2% p/v, alginato de sodio 2% p/v, y PVA 2,5% p/v. Se llevaron a cabo tres fermentaciones: con células libres (BL), células encapsuladas en una matriz con una relación en volumen de alginato de sodio/LK=1/1 (SL), y células encapsuladas en una matriz con una relación en volumen de alginato de sodio/LK/PVA= 1/1/2,5 (SLA); por triplicado. Las condiciones de fermentación empleadas fueron temperatura de 37 ºC, 150 rpm, pH libre y presión atmosférica durante 24 h. Se realizaron mediciones iniciales y finales de pH, lactosa mediante titulación de Fehling-Causse-Bonnans, acidez expresada en grados Dornic y recuento en placa (UFC/mL). Se emplearon pruebas estadísticas para el tratamiento de las mediciones. El crecimiento celular al final de las fermentaciones fue de 2 órdenes log UFC/mL tanto para las células libres como para las células encapsuladas resultando la conversión de lactosa a biomasa mayor para las células inmovilizadas en comparación a las células libres. Por otra parte, el factor de conversión sustrato (s: lactosa) – producto (p: ácido láctico), Y(p/s), incrementó en el siguiente orden: 1,2 ±0,15 (SLA) < 1,56 ±0,02 (BL) @ 1,66±0,10 (SL), resultando la conversión para células libres y encapsuladas en la matriz con LK estadísticamente comparables. Los resultados preliminares obtenidos en este trabajo demuestran que la LK de madera dura tiene potencial aplicación como agente de encapsulación de BAL. En trabajos futuros las microcápsulas se reutilizarán en fermentaciones sucesivas y se evaluarán propiedades mecánicas y dimensionales luego de cada fermentación.