Maestría en Procesos Biotecnológicos

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    “Estudio de la productividad de biomasa y proteínas en función de la irradiancia y la temperatura en una cepa de Arthrospira maxima (Spirulina)”
    (Escuela de Posgrado FRBA, 2024-08-28) Martinovich, Julián Gustavo
    La Spirulina es un tipo de cianobacteria, específicamente perteneciente al género Arthrospira, reconocible por su estructura de tricomas cilíndricos organizados en una hélice. Se cultiva principalmente en aguas alcalinas, salobres y salinas de zonas tropicales y semitropicales, aunque algunas especies pueden encontrarse en cuerpos de agua dulce. Es termofílica y alcalofílica, lo que la hace apta para cultivos en exteriores en reactores abiertos al aire libre con mínima contaminación biológica. El interés en su cultivo masivo radica en su alto contenido proteico, que puede alcanzar entre el 64% y el 74% de su masa seca, junto con otros nutrientes beneficiosos como aminoácidos esenciales, lípidos, carbohidratos y pigmentos como la ficocianina. Se utiliza principalmente como suplemento dietético y tiene aplicaciones en gastronomía y nutracéutica debido a su composición química única. En el presente trabajo se buscó optimizar el cultivo de una cepa local de Arthrospira maxima FAUBA 93, que fue aislada de la localidad de San Nicolás, Provincia de Buenos Aires, a fin de determinar su potencial biotecnológico y productivo. Para ello fue necesario diseñar y fabricar un cultivador experimental que permitiera realizar varios ensayos en paralelo y controlar las variables experimentales de forma independiente. Se estudió la influencia de la irradiancia y la temperatura en la productividad de biomasa y su composición proteica. Se realizaron 30 tratamientos, combinando seis temperaturas y cinco tratamientos lumínicos, para los cuales se tuvo en cuenta tanto la duración del fotoperíodo como la intensidad máxima alcanzada, de forma de emular fehacientemente las condiciones ambientales observadas en distintas épocas del año en cultivos a la intemperie. Para ello se utilizaron reactores tipo columna de burbujeo de vidrio, cilíndricos, dispuestos de forma vertical, con luz irradiada unidireccionalmente a 90° del reactor. Para cada experimento se midieron la biomasa seca, densidad óptica del cultivo, pH, Ka (coeficiente de extinción de la luz), se realizó un estudio de la fotosíntesis del alga y se determinaron las proteínas solubles totales. Las conclusiones del estudio indican que la temperatura y la dosis de irradiancia afectan tanto la producción de biomasa como el contenido de proteínas en el cultivo. Se observó que a temperaturas extremas (por debajo de 7.5°C y por encima de 43°C) no hubo crecimiento de biomasa y se registró muerte celular. La temperatura óptima para el crecimiento de biomasa fue entre 25°C y 38°C. Además, se encontró una relación positiva entre la dosis de irradiancia y la producción de biomasa. En cuanto al contenido de proteínas, se observó que disminuyó con la dosis de irradiancia entre 25°C y 38°C, mientras que la productividad de proteínas aumentó con la irradiancia en ese rango de temperatura. Estos resultados sugieren que las condiciones óptimas para la producción de biomasa pueden diferir de las de la producción de proteínas, lo que debe considerarse al diseñar estrategias de cultivo. Adicionalmente, los datos obtenidos permitieron calcular parámetros asociados al crecimiento como la velocidad específica de crecimiento () y la irradiancia interna promedio (Iav). Con estos parámetros, se obtuvo un modelo matemático que describe la productividad de biomasa en función de las dos variables limitantes, la luz y la temperatura. Este modelo nos permite simular el comportamiento del sistema y determinar las condiciones óptimas de operación y la máxima productividad posible, una vez definidos los parámetros correspondientes a la geometría del reactor a utilizar. Si bien la conclusión es que se deberían agregar ensayos para completar la predicción de la curva y tener mayor exactitud en el cálculo de las constantes características del modelo, se considera la ecuación permite estimar el crecimiento de A. máxima (FAUBA-93) en cuestión de manera coherente. Por último, utilizando el modelo obtenido, se simuló la operación de un reactor tipo raceway, a la intemperie en la ciudad de Buenos Aires, prediciendo la productividad volumétrica en función de las condiciones ambientales, pudiendo establecer el modo óptimo de operación para cada época del año. Esta simulación nos permitió concluir que no es viable la producción a la intemperie de esta cepa durante los meses de invierno en Buenos Aires.
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    Desarrollo de procesos para la biorremediación de suelos de la Provincia de Tierra del Fuego contaminados con hidrocarburos utilizando microorganismos autóctonos.
    (Escuela de Posgrado . Facultad Regional Buenos Aires, 2023-10-20) González Maldonado, Mónica
    El petróleo sigue siendo en la tercera década del siglo XXI, la fuente principal de energía para la humanidad. Durante la rutina de extracción, distribución y almacenamiento de este, ocurren derrames que contaminan el ambiente. Estos derrames traen consecuencias sobre las propiedades fisicoquímicas y la biota en las matrices afectadas, entre ellos los animales y personas que la habitan, con consecuencias que trascienden el daño apreciable a simple vista. Por eso se hace necesario remediar este daño. Existen métodos fisicoquímicas (oxidación química, remoción térmica, etc.) para la remediación de suelos contaminados con hidrocarburos. Estas técnicas resultan en general costosas y poco amigables con el medio ambiente. Por otro lado, están los métodos basados en la actividad biológica. Así, la biorremediación usa el potencial biodegradador de los microorganismos (propios del suelo o agregados) para remediar los suelos contaminados. Estos métodos son costo-efectivos y tienen bajo impacto ambiental, su efectividad es afectada por factores tales como, propiedades del suelo, concentración de hidrocarburos, pH, temperatura, nutrientes, oxígeno y humedad. La bioestimulación es una de las técnicas de biorremediación que busca aumentar la actividad metabólica de la microbiota autóctona del suelo contaminado, por medio del aporte de nutrientes, oxígeno, humedad y otras modificaciones ambientales. El objetivo de este trabajo de tesis fue evaluar la eficiencia y factibilidad de aplicar un proceso de biorremediación para la remoción de hidrocarburos en un suelo contaminado de forma crónica de Ushuaia, Provincia de Tierra del Fuego, a escala de laboratorio en microcosmos. Inicialmente se realizó un ensayo de bidegradabilidad in vitro con el fin de evaluar si la microbiota autóctona del suelo tenía la capacidad de biodegradar el hidrocarburo presente bajo condiciones estables de temperatura y aireación. Se demostró que el suelo poseía una microbiota degradadora de hidrocarburos capaces de eliminar parte de los hidrocarburos presentes. Conociendo que existía esta microbiota degradadora de hidrocarburos, se realizó un ensayo de bioestimulación durante 40 días utilizando microcosmos en frascos de vidrio, en los que se mantuvieron constantes la temperatura, humedad y nutrientes. Se evidenció que la bioestimulación provocó un aumento en el número de las bacterias degradadoras de hidrocarburos que se vieron favorecidas por la adición de nutrientes y la presencia de hidrocarburos. No se encontraron diferencias significativas en la remoción de hidrocarburos comparadas con los controles, pero se evidenció una respuesta por parte de los microorganismos en el sistema 11 bioestimulado indicando que esta estrategia puede ser efectiva tal vez con tiempos más prolongados de estudio. Al final del ensayo se aislaron 11 cepas degradadoras de hidrocarburos, que fueron tipificadas y a las cuales se les evaluó el perfil degradador. La identificación mostró dos Achromobacter sp., ocho Pseudomonas sp. y el hongo micelial Cadophora sp. Entre las Pseudomonas sp. se encontró que algunas son capaces de crecer en gasoil, otras en gasoil y dodecano y otra en gasoil, dodecano y hexadecano. Los Achromobacter sp. crecieron en gasoil y uno además en dodecano mientras que el hongo Cadophora sp. creció en gasoil y dodecano.
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    Viabilidad de hidrólisis enzimática de celulosa en bebida de almendras para mejorar su palatabilidad.
    (Escuela de Posgrado - Facultad Regional Buenos Aires, 2020-11-27) Zamacona, M. Daniela; Della Rocca, Patricia
    Con intenciones de mejorar la palatabilidad y aceptabilidad de la bebida de almendras, se ensayó un tratamiento enzimático de la misma, buscando reducir la aspereza atribuible a partículas de celulosa. Se pudo determinar cuantitativamente que el tratamiento propuesto disminuye la fibra bruta, mientras que aumenta la glucosa en la bebida. No se observaron cambios significativos en la reología del producto. Mediante un panel de consumidores (perfil Flash), se pudo confirmar la mejora de aceptabilidad del producto. El resultado era el esperado debido a que el efecto áspero de las partículas de celulosa estaba minimizado, mientras que el azúcar producto de la hidrólisis genera una bebida más dulce (atributo positivo entre consumidores latinoamericanos). Sin embargo, el efecto del azúcar tiene mayor preponderancia que el efecto de la granulosidad. Las arenosidad y las partículas, si bien parecen ir en contra de la aceptabilidad, no son principal motivo de desagrado para los consumidores encuestados. Ellos eligieron una muestra con mayor cantidad y tamaño de partículas, pero enmascaradas por un sabor más dulce. La muestra sin tratamiento alguno, resultó la de mayor rechazo. Cualitativamente se pudo observar un producto más estable, es decir, con menor volumen de partículas sedimentables y de menor tamaño.