Estudio de la degradación de metano y acumulación de polímeros intracelulares por Methylobacterium organophilum CZ-2 Público Deposited

Los cosustratos seleccionados, después del análisis metabólico, fueron citrato y propionato; y estos se probaron en experimentos en matraces con mezclas de sustratos CH₄-citrato y CH₄-propionato los valores de yPHA fueron 0.82 y 0.68, respectivamente. Cuando M. organophilum CZ-2 se cultivó en bioreactores con CH₄- citrato la concentración final de PHA fue de 143 g m⁻³ , el cual contenía monómeros de hidroxibutirato (HB), hidroxivalerato (HV) y hidroxioctanoato (HO), en proporciones de 55:35:10, con yPHA de 0.88 y conservando la capacidad de eliminación (CE) de CH4 en 20 g m-3 h -1 . Para el caso de CH4-propionato, el yPHA fue de 0.3 y la CE estuvó alrededor de 8 g m-3 h -1 . El polímero producido fue caracterizado por espectroscopía de resonancia magnética nuclear (RMN) y calorimetría diferencial de barrido (DSC), en la RMN de 1H y 13C se encontró que el polímero producido con la mezcla de sustratos CH4-citrato contenía seis monómeros diferentes: 3HB, 3HV, 4HV, 4-hidroxiheptanoato (4HH), 3HO y 4HO, los cuales muestran la versatilidad de esta bacteria para producir PHA de alta calidad reflejada en sus propiedades físicas y mecánicas. En cuanto al DSC, se obtuvieron valores de temperatura de fusión similares a los obtenidos en la literatura, para el caso de CH4 como única fuente de carbono la composición del polímero fue 95:5 PHB-V y 65˚C z CH4-propionato de composición 75:25 PHB-V 48˚C y CH₄-citrato de composición 55:34:11 PHB-V-O 8˚C Estos resultados son comparables y en el caso de acumulación superiores a los reportados en la literatura. Lo ensayado demostró que durante el tratamiento de CH₄ es posible generar un producto con alto valor agregado, siempre y cuando las condiciones de cultivo permitan redirigir el metabolismo celular PHA y biomasa reduciendo las emisiones de CO₂.

Las emisiones de gases que contribuyen al calentamiento global son un grave problema para la humanidad y los ecosistemas debido a sus efectos sobre y industrial han dado lugar a la dióxido de carbono (CO₂), metano (CH₄) y oxido nitroso (N₂O), que contribuyen al efecto de invernadero. El CH₄ tiene un potencial global de calentamiento (PGC), que es de 21 a 75 veces mayor que el CO₂ dependiendo del tiempo de referencia considerado. El CH₄ es un gas de efecto inv y es de 76 biológica de CH₄ ha sido estudiada en reactores de tanque agitado, biofiltros, biocubiertas y, recientemente, en reactores de membrana y reactores de part TPP estos últimos tiene una fase no acuosa adicional hexadecano, que aumenta la biodisponibilidad de CH₄ mediante la mejora en los procesos de transferencia de masa del sustrato en la fase gaseosa hacia los microorganismos en el medio de cultivo. En este trabajo CH₄ por Methylobacterium organophilum CZ-2, una cepa aislada de un consorcio metanotrófico; se ensayaron diferentes condiciones de operación; crecimiento y limitación por nitrógeno utilizando reactores de tanque agitado (STR) y TPPB, con el fin de estudiar tanto el efecto del aceite de silicón sobre la degradación de CH₄ como la acumulación de polímeros intracelulares, la cepa aislada mostró mayor capacidad de degradación de CH₄ bajo condiciones de crecimiento y aumento el 33 % la degradación en el TPPB. Aunado a esto se realizó un modelo metabólico donde se estudió el metabolismo metanotrófico de Methylobacterium organophilum CZ-2, que involucra la mineralización de CH₄, el ciclo de la serina, el ciclo de los ácidos tricarboxílicos, la ruta del etilmalonil-CoA, la síntesis de PHA de cadena par e impar, principalmente; el objetivo de esta parte del trabajo fue evaluar la factibilidad metabólica de utilizar diferentes cosustratos que permitan alcanzar mayores cantidades de biomasa y PHA de mayor calidad; el modelo se validó y permitió hacer algunas simulaciones in silico que teóricamente permitirán redirigir el flujo de carbono hacia la síntesis de polímeros intracelulares con diferentes monómeros.

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  • 2014
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Última modificación: 09/27/2022
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