Production, characterization and utilization of the biomass from various sources

Resumen

La utilización de la biomasa es uno de los principales temas de interés en Biotecnologia. Ya sea de origen animal, vegetal o microbiano, la biomasa es una fuente de sustancias bioactivas cuya extracción puede resultar de interés en la obtención de nuevos productos destinados al consumo humano y/o animal. En esta tesis, se han utilizado dos tipos de biomasa de origen natural: piel de pollo como fuente de colágeno tipo I y biomasa enriquecida en selenometionina de Chlorella sorokiniana. En la primera parte de esta tesis, la piel de pollo se presenta como una alternativa frente al empleo de otras fuentes de colágeno tales como el cerdo, el ganado vacuno o las carpas. El colágeno tipo I procedente de pollo ha sido aislado y sus propiedades moleculares comparadas con las del colágeno procedente de otros animales. Con técnicas como la espectroscopía ultrasónica, se ha determinado que la fase de licuefacción en el colágeno de origen bovino empezaba a 40 ºC, mientras que para el colágeno de pollo era 50 ºC. Usando la técnica de viscosimetría, se confirmó 50 ºC como Tª de desnaturalización para el colágeno de pollo lo que representa 10 ºC más que la obtenida con el colágeno de tendón bovino, confirmando así su alta estabilidad térmica debido posiblemente a su alto contenido en lisina. Basándonos en los resultados obtenidos, el colágeno de la piel de pollo podría ser usado como una excelente fuente alternativa de colágeno tipo I. En la segunda parte de esta tesis, se realizaron experimentos enfocados al enriquecimiento de la biomasa de la microalga Chlorella sorokiniana en selenometionina añadiendo selenato Se (+VI) al medio de cultivo en condiciones de crecimiento tanto en discontinuo (baño) como en modo continuo. Esta parte se realizó en el laboratorio de Biotecnología de Algas de la Facultad de Experimentales de la Universidad de Huelva en España y fue parcialmente financiada con una ayuda eidA3-ceiA3 para la realización de tesis doctorales en cotutela por doctorandos extranjeros del Campus de Excelencia Internacional en Agroalimentación (ceiA3). Los resultados muestran que la tasa de crecimiento en cultivos sometidos a concentraciones subletales de selenio de 40 mg·L-1 (212 µM), disminuyó un 25 % respecto a la del cultivo control. También se determinó el valor de EC50 siendo éste de 45 mg·L-1 (238.2 µM). Estudios con microscopía electrónica revelaron daños en la estructura celular, mientras que los resultados de las electroforesis sugieren que se afecta al gen de la enzima Rubisco. Las células acumularon hasta 140 mg·kg-1 of SeMet tras 120 horas de cultivo. Se obtuvo biomasa de forma continua y con concentraciones crecientes de Se de 5 a 50 mg·L-1 usando un fotobioreactor y consiguiendo un máximo en la acumulación de SeMet de 246 µg·L-1·dia-1 con 40 mg·L-1 de selenato. Los resultados apuntan a que es posible obtener biomasa enriquecida en SeMet en modo continuo y a lo largo del tiempo y con una máxima productividad de SeMet, escogiendo bien la concentración subletal de selenio y las tasas de dilución.