Publicación: Evaluación de la síntesis de poliácido láctico a partir del suero de la leche de búfala
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Resumen en español
Se observa que la producción de plásticos en muy pocos años provocará la escasez generalizada de muchos recursos naturales no renovables, en base a ello se busca implementar nuevos métodos y materias primas que cuenten con las mismas características. El suero de leche supone una forma de generación de nuevos materiales similares al PET a través de una serie de tratamientos. Esta investigación busca la síntesis de ácido poliláctico PLA a partir de suero de leche de búfala, se llevó a cabo la toma de medidas fisicoquímicas del suero como parámetro para la mejor obtención del crecimiento bacteriano, estas pruebas comprendieron la toma de pH, densidad, acidez titulable, cuantificación de proteínas. Para realizar la obtención de poliácido láctico fue necesario llevar a cabo la activación microbiana de diferentes cepas de bacterias ácido lácticas liofilizadas (StreptococcusthermopHilus), (Lactobacillus delbrueckii) por medio de cuatro fermentaciones con dos tipos de sustratos: suero desproteinizado y sin desproteinizar. Con la siembra de dichas colonias bacterianas el crecimiento de los microorganismos se presentó en función de intervalos de horas dadas por diluciones (0, 24, 48, 72 y 96), las dos curvas de crecimiento bacteriano fueron similares, pero se evidenció un mayor crecimiento; en este caso la fermentación realizada con suero sin desproteinizar, tuvo un mayor crecimiento en biomasa con respecto al desproteinizado, esto se vió influenciado a la presencia de proteínas del suero, las cuales brindaron una fuente de nitrógeno necesario como nutriente para el crecimiento microbiano. Se analizaron los resultados en un diseño experimental ANOVA un solo factor, para identificar y explicar qué tipo de suero presentó una óptima concentración, se evidenció poca dispersión de los datos, siendo la hipótesis alterna pertinente para afirmar que el uso de suero sin proteínas difiere significativamente en la síntesis de PLA. A través del método ROP (apertura abierta del anillo) se permitió la esterificación del di éster de ácido láctico denominado láctida en donde se obtuvo para la muestra (Suero sin desproteinizar) 0,853 gramos y (Suero desproteinizado) 0,90 gramos, en presencia de ácido sulfúrico al 60% v/v. Tras la síntesis de lactida a PLA en presencia de metanol y cloruro de estaño II como catalizador, a temperatura de 60°C; se obtuvo que la muestra (Suero sin desproteinizar) tiene un rendimiento de 18,5% de producto del polímero secado, siendo este el de mayor rendimiento en comparación con el rendimiento del suero desproteinizado de 15,83%. Para demostrar la presencia de ácido poli-láctico se efectúo la prueba de espectroscopia infrarroja, donde se observó que el espectro del suero sin desproteinizar se asemejó a la muestra del PLA comercial, en donde el pico de la cristalinidad se visualizó una curva más similar en el espectro de la longitud de onda desde 1500-1750 (cm-1).
Resumen en inglés
It is observed that the production of plastics in very few years will cause the generalized scarcity of many non-renewable natural resources, based on this it is sought to implement new methods and raw materials that have the same characteristics. Whey is a way of generating new materials similar to PET through a series of treatments. This research seeks the synthesis of polylactic acid PLA from buffalo whey. Physicochemical measurements of serum were carried out as a parameter for the best obtaining of bacterial growth, these tests included taking pH, density, titratable acidity, quantification of proteins. To obtain lactic polyacid, it was necessary to carry out the microbial activation of different strains of lyophilized lactic acid bacteria (StreptococcusthermopHilus), (Lactobacillus delbrueckii) by means of four fermentations with two types of substrates: serum deproteinated and not deproteinized. With the sowing of these bacterial colonies the growth of microorganisms was presented as a function of intervals of hours given by dilutions (0, 24, 48, 72 and 96), the two bacterial growth curves were similar, but greater growth was evidenced; in this case the fermentation carried out with serum without deproteinizing, had a greater growth in biomass with respect to deproteinized, this was influenced by the presence of whey proteins, which provided a source of nitrogen needed as a nutrient for microbial growth. The results were analyzed in a single factor ANOVA experimental design, to identify and explain which type of serum had an optimal concentration, showed little dispersion of data, where the alternative hypothesis is relevant to state that the use of serum without proteins differs significantly in the synthesis of PLA. Using the ROP method (open opening of the ring) the esterification of lactic acid di ester called lactide was allowed where it was obtained for the sample (serum without deproteinization) 0,853 grams and (serum deproteinized) 0,90 grams, in the presence of 60% v/v. After the synthesis of lactide to PLA in the presence of methanol and tin chloride II as catalyst, at a temperature of 60°C; it was obtained that the sample (Serum without deproteinization) has a yield of 18.5% of dried polymer product, this is the highest yield compared to the yield of the dephennized serum of 15.83%. In order to demonstrate the presence of polylactic acid, the infrared spectroscopy test was carried out, where it was observed that the spectrum of the serum without deproteinization resembled the sample of the commercial PLA, where the crystalline peak was observed a more similar curve in the wavelength spectrum from 1500-1750 (cm-1).