Polymeric emulsifiers obtained by bacterial transformation from oily wastes in bioreactor

• Autores: Ignacio Martín Arjol
• Directores de la Tesis: Maria Àngels Manresa Presas (dir. tes.), Joan Llorens Llacuna (dir. tes.)
• Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2014
• Idioma: inglés
• Tribunal Calificador de la Tesis: Francisco Valero Barranco (presid.), Josefa Bastida Rodríguez (secret.), Mònica Bassas Galià (voc.)
• Calificación: Sobresaliente Cum Laude
• Materias:
  • Química
    • Bioquímica
      • Ácidos grasos
    • Química macromolecular
      • Poliésteres
      • Análisis de polímeros
  • Ciencias tecnológicas
    • Tecnología bioquímica
      • Tecnología de la fermentación
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en:  TDX  Dipòsit Digital de la UB 
• Resumen

  • Cerca del 80% de los aceites y las grasas producidas mundialmente son aceites vegetales y el resto de origen animal. Dicha cantidad de ácidos grasos sirve como fuente para la producción de una serie de compuestos nuevos: diácidos o epóxidos de cadena larga o ácidos grasos omega-hidroxilados. Pseudomonas aeruginosa 42A2 es un bacilo gramnegativo que produce ácidos grasos trans-hidroxilados (HFA) a partir del ácido oleico cuando es cultivado en un medio mineral. Dichos HFA, los ácidos 10(S)-hidroxi-8(E)-octadecenoico ((10S)-HOME) y 7,10(S,S)-dihidroxi-8(E)-octadecenoico ((7S,10S)-DiHOME), son producidos a través de un sistema de aireación no dispersivo que permite una mayor oxigenación y homogeneidad del medio de cultivo en los que son producidos. Tanto es así que se han conseguido unos valores de productividad para estos HFA de 0.29 y 0.31 g•L-1•h-1, respectivamente. Éstos han sido purificados a unos niveles superiores del 91% para poder ser polimerizados y obtener estólidos, poliésteres de trans-HFA. Por medio de una búsqueda exhaustiva, se decidió que Novozym 435, lipasa B de Candida antarctica, era la lipasa ideal para realizar dicha polimerización in-vitro. En una primera aproximación, se sintetizaron estólidos a partir de (10S)-HOME en medio orgánico, n-hexano. Se optimizó las condiciones de reacción y el mayor rendimiento obtenido fue del 30%. Esta nueva generación de estólidos trans ha requerido unas nuevas técnicas analíticas. Estos poliésteres han sido analizados a través de MALDI-TOF-MS utilizando una matriz de DHB neutralizada con LiOH, ya que, el ion 7Li+ ayuda a estabilizar dichos compuestos y por ende obtener espectros de masas menos fragmentados. Dicha técnica estructural ha resultado ser más rápida y barata que una LC-MS convencional. Dímeros del derivado monohidroxilado fueron sintetizados. En una segunda aproximación, se sintetizaron estólidos a partir de (10S)-HOME y (7S,10S)-DiHOME en medio libres de disolventes orgánicos usando Novozym 435. Rendimientos del 71 y del 94% de conversión, respectivamente, fueron obtenidos después de optimizar los medios de reacción. Estos estólidos fueron analizados por MALDI-TOF-MS con una matriz de DHB saturada en acetonitrilo para incrementar la sensibilidad de los oligómeros de mayor peso molecular. Mediante esta técnica se llevaron a detectar oligómeros de hasta 6 y 7 unidades monoméricas, respectivamente. Así mismo se usó la RMN para determinar la estructura de los compuestos analizados con gran éxito. Finalmente, se decidió sintetizar etil ésteres de los ácidos (10S)-HOME y (7S,10S)-DiHOME debido a las propiedades aromáticas. Estos ésteres se sintetizaron en medio orgánico, cloroformo, y en un medio libre de disolventes con unos rendimientos totales, en ambos casos. Dichos etil ésteres fueron analizados por MALDI-TOF-MS y RMN para determinar su masa molecular y estructura, respectivamente. Finalmente, se realizó un estudio de diversas propiedades físico-químicas de estos compuestos obtenidos. La viscosidad y diversos parámetros calorimétricos obtenidos a partir de curvas DSC y TGA fueron determinados para saber de la naturaleza de esta nueva generación de ésteres.