Producción de ficocianina a partir de Spirulina maxima en biorreactor PBR tubular para la industria de alimentos
82 p. Cd
- Autores:
-
Toloza Martínez, Gisel C.
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2019
- Institución:
- Universidad de Santander
- Repositorio:
- Repositorio Universidad de Santander
- Idioma:
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- OAI Identifier:
- oai:repositorio.udes.edu.co:001/1051
- Acceso en línea:
- https://repositorio.udes.edu.co/handle/001/1051
- Palabra clave:
- Microalga
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- openAccess
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- Derechos Reservados - Universidad de Santander, 2019
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Toloza Martínez, Gisel C.69dfa8ab-9f5b-4e3c-96e1-78893d5b54ab-1Gómez Santos, Johanna-AlexandraRodríguez González, Leidy-Gabriela2019-02-05T20:18:45Z2019-02-05T20:18:45Z2019-01-2282 p. CdMicroalgae and cyanobacteria have been studied extensively in order to produce compounds that are of interest in large industries: food, pharmacology, cosmetics, aquaculture among others; This, thanks to its potential uses in the production of biodiesel, treatment of wastewater, preparation of pigments for food, antioxidants for the human diet, among many others. Within the species of interest, the microalga Spirulina sp. It is recognized for its high nutritional level and the production of compounds such as phycocyanin, a pigment with various antioxidant properties, which has been used for the treatment of diseases and even as a dye in the food industry. In this work, phycocyanin was obtained from the biomass of Spirulina maxima maintained in a PBR Tubular photobioreactor for 15 days, obtaining 4 g / L of biomass; for this, 3 extractions were carried out with 1 M pH 7 phosphate buffer, and 20% ammonium sulfate was used for the purification. Likewise, spectrometric measurements were made to determine the concentration of phycocyanin and allophycocyanin present in the sample, obtaining 0.48 mg / mL of phycocyanin in 150 mg of evaluated biomass, then qualitative analysis, solubility tests, determination of functional groups: amines, aldehydes and ketones, and finally a thin-layer chromatography,finding an ideal retention factor of 0.3 and using as a diluent petroleum ether and ethyl acetate in a 5: 1 ratio for further characterization of column chromatography.Las microalgas y cianobacterias se han estudiado ampliamente con el fin de producir compuestos que son de interés en las grandes industrias: alimentarias, farmacológicas, cosméticas, acuícolas entre otras; esto, gracias a sus potenciales usos en la producción de biodiesel, tratamiento de aguas residuales, elaboración de pigmentos para alimentos, antioxidantes para la dieta humana, entre muchos otros. Dentro de las especies de interés, la microalga Spirulina sp. es reconocida por su alto nivel nutricional y por la producción de compuestos como la ficocianina, un pigmento con diversas propiedades antioxidantes, que se ha usado para el tratamiento de enfermedades e inclusive como colorante en industria alimentaria. En este trabajo se obtuvo ficocianina a partir de la biomasa de Spirulina maxima mantenida en un fotobiorreactor PBR Tubular durante 15 días, obteniendo 4 g/L de biomasa; para esto, se realizaron 3 extracciones con buffer fosfato 1 M pH 7, y para la purificación se usó sulfato de amonio al 20%. Así mismo, se realizaron mediciones espectrométricas, para determinar la concentración de ficocianina y de aloficocianina presentes en la muestra, obteniendo 0,48 mg/mL de ficocianina en 150 mg de biomasa evaluada, luego se hicieron análisis cualitativos, pruebas de solubilidad, determinación de grupos funcionales: aminas, aldehídos y cetonas, y por último una cromatografía en capa fina, encontrando un factor de retención ideal de 0.3 y usando como diluyente éter de petróleo y acetato de etilo en proporción 5:1 para posterior caracterización de cromatografía de columna.PregradoMicrobiólogo IndustrialTabla de Contenidos 1. INTRODUCCIÓN ...................................................................................................................x 2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ............................................................................... 4 3. JUSTIFICACIÓN ................................................................................................................... 7 4. HIPÓTESIS............................................................................................................................. 9 5. MARCO TEÓRICO.............................................................................................................. 10 5.1 Microalgas y Cianobacterias ......................................................................................... 10 5.2 Composición ................................................................................................................. 11 5.3 Producción .................................................................................................................... 11 5.3.1 Medio de cultivo ....................................................................................................... 11 5.3.2 Fuente de Carbono .................................................................................................... 12 5.3.3 Fuente de Nitrógeno.................................................................................................. 12 5.3.4 Fuente de Fósforo...................................................................................................... 12 5.4 Metabolismo.................................................................................................................. 13 5.4.1 Condiciones de cultivo.............................................................................................. 14 5.4.2 Intensidad lumínica ................................................................................................... 14 5.4.3 Temperatura .............................................................................................................. 15 5.4.4 pH.............................................................................................................................. 15 5.4.5 Salinidad.................................................................................................................... 16 5.5 Fotobiorreactores .......................................................................................................... 16 5.5.1 Sistemas abiertos....................................................................................................... 16 5.5.2 Sistemas Cerrados ..................................................................................................... 17 5.6 Spirulina maxima .......................................................................................................... 17 5.7 Ficobililproteínas .......................................................................................................... 19 5.8 Ficocianinas .................................................................................................................. 21 5.8.1 Extracción de las ficocianinas................................................................................... 23 5.8.2 Aplicaciones.............................................................................................................. 24 5.8.3 Métodos de determinación y cuantificación de ficocianina...................................... 24 6. MARCO REFERENCIAL .................................................................................................... 26 7. OBJETIVOS ......................................................................................................................... 30 7.1 Objetivo General ........................................................................................................... 30 7.2 Objetivos Específicos:................................................................................................... 30 8. METODOLOGÍA ................................................................................................................. 31 8.1 Tipo de estudio.............................................................................................................. 31 8.2 Diseño de biorreactor PBR tubular ............................................................................... 31 8.3 Cepa de estudio y condiciones de cultivo ..................................................................... 32 8.4 Composición del medio de cultivo ............................................................................... 33 8.5 Medición de la concentración celular. .......................................................................... 34 8.6 Curva de calibración ..................................................................................................... 34 8.7 Escalamiento ................................................................................................................. 35 8.8 Extracción de la biomasa .............................................................................................. 36 8.9 Liofilización de la biomasa ........................................................................................... 36 8.10 Extracción de ficobiliproteínas ..................................................................................... 37 8.10.1 Concentración de ficocianinas en extracto crudo. ................................................ 38 8.10.2 Precipitación con sulfato de amonio ..................................................................... 38 8.11 Pruebas analíticas .......................................................................................................... 38 8.11.1 Solubilidad ............................................................................................................ 38 8.11.2 Pruebas cualitativas Aminas ................................................................................. 39 8.11.3 Aldehídos y cetonas .............................................................................................. 39 8.11.4 Punto de fusión...................................................................................................... 39 8.11.5 Cromatografía Capa fina ....................................................................................... 40 9. RESULTADOS Y DISCUSIÓN .......................................................................................... 41 9.1 Crecimiento de Spirulina maxima ................................................................................ 41 9.1.1 Microscopía de Spirulina maxima ............................................................................ 43 9.2 Porcentaje de rendimiento de extracción de biomasa. .................................................. 44 9.3 Obtención del extracto crudo de ficobiliproteínas ........................................................ 44 9.4 Concentración de ficocianinas en el extracto crudo...................................................... 46 9.5 Precipitación con sulfato de amonio ............................................................................. 47 9.6 Análisis pruebas analíticas ............................................................................................ 50 9.6.1 Análisis Solubilidad .................................................................................................. 50 9.6.2 Pruebas cualitativas aminas ...................................................................................... 51 9.6.3 Pruebas cualitativas aldehídos y cetonas .................................................................. 52 9.6.4 Punto de fusión.......................................................................................................... 53 9.6.5 Cromatografía en capa fina ....................................................................................... 53 10 CONCLUSIONES ................................................................................................................ 56 11. RECOMENDACIONES ....................................................................................................... 57 11 BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................................. 58 12 ANEXOS .............................................................................................................................. 68Ej. 4application/pdfT 33.19 T656phttps://repositorio.udes.edu.co/handle/001/1051spaBucaramanga : Universidad de Santander, 2019Facultad de Ciencias Exactas, Naturales y AgropecuariasMicrobiología IndustrialAldehídos y cetonas - Análisis orgánico cualitativo. (s. f.). Recuperado 14 de enero de 2019, de https://sites.google.com/site/analisisorganicocualitativo/procesoAntelo, F. S., Anschau, A., Costa, J. A. V., & Kalil, S. J. (2010). Extraction and purification of C-phycocyanin from Spirulina platensis in conventional and integrated aqueous two-phase systems. 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