Este documento describe los métodos para la separación, purificación y caracterización del polihidroxibutirato (PHB), así como consideraciones sobre su producción a escala industrial y comercialización. Explica que el PHB es un polímero biodegradable producido por algunos microorganismos y que existen varios métodos para su aislamiento, incluyendo el uso de hipoclorito de sodio, agentes surfactantes y la extracción con solventes orgánicos. También detalla métodos cromatográficos para su cuantificación y disc

1. UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA AMBIENTAL
MAPA CONCEPTUAL: ARTICULO “SEPARACIÓN, PURIFICACIÓN Y
CARACTERIZACIÓN DE POLI-HIDROXIBUTIRATO”
AUTORES: GRISEL MARÍA ORTEGA-ARIAS-CARBAJAL, ANTONIO BELL-GARCÍA
CURSO: BIOTECNOLOGIA
DOCENTE: Dr. HEBERT HERNAN SOTO GONZALES
ESTUDIANTE: ELVIS JOEL ZEGARRA PUMA
CICLO: VII

2. SEPARACIÓN, PURIFICACIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE POLI-HIDROXIBUTIRATO
INTRODUCCIÓN Características de los polihidroxialca-noatos
El uso de plásticos sintéticos y su persistencia en el
ambiente ha estimulado la investigación para el desarrollo
de 4 tipos de plásticos degradables, los fotodegradables,
los semibiodegradables, los biodegradables sintéticos y los
completamente biodegradables naturales.
Las investigaciones a nivel mundial se han focalizado en
torno a los poli-hidroxialcanoatos (PHAs)
Su forma más simple es el poli ß –hidroxibutirato (PHB)
Examinar las investigaciones realizadas que abordan las
características del polihidroxibutirato (PHB), sus funciones
biológicas, aplicaciones, específicamente los métodos
empleados en su separación, purificación, caracterización
así como consideraciones sobre la producción a escala
industrial y la comercialización.
Objetivo
Los poli-hidroxialcanoatos (PHAs) son poliésteres ópticamente
activos de naturaleza lipídica que se acumulan en el citoplasma
de algunos microorganismos.
Los PHAs exhiben un alto grado de polimerización, son
polímeros biodegradables, biocompatibles, resistentes al calor y
a la elongación. Son el producto de la polimerización/
condensación de unidades monoméricas.
Los PHAs se comportan como poliésteres insolubles en agua,
provenientes de ácidos alcanoicos y su forma más simple es el
poli ß –hidroxibutirato (PHB)
Tabla 1. Aplicaciones del PHB
FUENTE: https://www.redalyc.org/pdf/2231/223131337002.pdf

3. Métodos para el aislamiento y purificación de los polihidroxialcanoatos
Procedimientos de purificación
Tratamiento con hipoclorito de sodio Tratamiento con agentes
surfactantes
Extracción con solventes orgánicos
Cuantificación del
polihidroxibutirato
Método económico donde se alcanzan altos
grados de pureza, tiene como principal
inconveniente la posible degradación parcial del
polímero por acción del hipoclorito de sodio,
además del problema ambiental relacionado con
el tratamiento de los residuales clorados. Esta
degradación puede prevenirse con el uso de
agentes oxidantes como el bisulfito de sodio.
A bajas concentraciones, estas moléculas se
insertan en la bicapa lipídica de la membrana
celular. A medida que la concentración de
surfactante se incrementa se incorporan
moléculas a la bicapa.
Una vez saturado el sistema, la adición de
más cantidad de surfactante produce la
ruptura de la membrana celular, formándose
grandes
mice las que contienen fosfolípidos y
moléculas del surfactante.
La solubilización de los gránulos de PHAs con cloroformo, cloruro de metileno y su posterior precipitación
con metanol o etanol frío, seguido de lavados con otros solventes es uno de los procedimientos más
utilizados. Debido a la elevada viscosidad que muestran los PHAs se requieren grandes cantidades de
solventes para la extracción, lo que eleva considerablemente el costo de producción del polímero
En la actualidad son muy utilizados los
métodos cromatográficos para la
determinación y cuantificación de los PHAs
de cadena corta como el PHB; son métodos
de mayor sensibilidad y exactitud. Sin
embargo, se reporta que estos métodos no
son adecuados para la cuantificación de
PHAs de cadena media y larga.
En la cromatografía líquida de alta
resolución las muestras son tratadas con
ácido sulfúrico determinándose el ácido
crotónico formado.
La cromatografía gaseosa, sometiendo
las muestras a una metanólisis ácida
convirtiendo así los ácidos β-
hidroxicarboxílicos en sus respectivos
ésteres metílicos que se volatilizan a
más bajas temperaturas.
FUENTE: https://www.redalyc.org/pdf/2231/223131337002.pdf

4. Producción de PHAs a escala industrial y comercialización
Se requieren grandes inversiones para los procesos de fermentación, recuperación o purificación de PHAs a
gran escala. Los sustratos utilizados para que las bacterias produzcan PHA, son costosos.
Extracciones del PHA empleando mezclas de acetona-agua han
sido reportadas para hacer factible económicamente el proceso
de recobrado del polímero. La acetona constituye una
alternativa de solvente más económico. No obstante, la mejor
opción es reducir el uso de solventes para abaratar los costos de
los procesos de separación de polihidroxialacanoatos.
Tabla 3. Compañías que producen y comercializan PHAs
Tabla 2. Producción y separación de PHAs a escala industrial
FUENTE: https://www.redalyc.org/pdf/2231/223131337002.pdf