Caracterización estructural, térmica y morfológica de Crescentia cujete (totumo) con potencial uso como polímero biodegradable / Structural, thermal and morphological characterization of Crescentia cujete (totumo) with potential use as biodegradable polymer

RESUMEN Actualmente, se reconoce que los plásticos derivados de productos petroquímicos son uno de los mayores problemas sociales y ambientales, debido al uso excesivo y a la dificultad de su descomposición, lo que ha aumentado la preocupación por encontrar alternativas a estos materiales. De esta forma, este trabajo se centra en la caracterización por medio de DRX, FRX FTIR, DSC, TGA y análisis cualitativo de biodegradabilidad del fruto de Crescentia cujete (totumo), a fin de establecer bases para ser considerado una alternativa de uso, como polímero biodegradable. Los resultados de la caracterización estructural evidenciaron que se trata de un material semicristalino, compuesto, principalmente, de celulosa tipo I, con una cristalinidad del 29 %. Se determinó que la estabilidad térmica de este material alcanza los 175 °C, con la pérdida de humedad, siendo la única observación hasta esta temperatura. Se confirmó la presencia de hemicelulosa y celulosa a temperaturas superiores y su posterior descomposición. El estudio de biodegradabilidad indicó la presencia de un ataque microbiano a las 72 horas de monitoreo, evidenciado por la aparición de un hongo en la superficie del material, lo que causó cambios en la emisión de dióxido de carbono y monóxido de carbono. Después de 200 horas se observó una disminución del volumen del hongo, lo que sugiere que este se propagó al interior del material, dando origen puntos negros de descomposición en la superficie de las muestras. Así, el totumo se podría considerar como una alternativa de material lignocelulósico, para la preparación de materiales poliméricos biodegradables.

ABSTRACT Currently, it is recognized that plastics derived from petrochemicals are one of the biggest social and environmental problems due to their excessive use and difficulty in decomposition, which has increased the concern to find alternatives to these materials. This study characterizes the fruit of Crescentia cujete (calabash tree) as a biodegradable polymer through DRX, FTIR, DSC, TGA, and qualitative biodegradability analysis. The structural characterization revealed a semi-crystalline material composed mainly of type I cellulose, with a crystallinity of 29 %. The material's thermal stability was determined to be up to 175 °C, with moisture loss being the only observation at this temperature. The presence of hemicellulose and cellulose at higher temperatures and their subsequent decomposition were confirmed. The biodegradability study indicated the presence of microbial attack at 72 hours of monitoring, evidenced by the appearance of a fungus on the material surface, causing changes in CO2 and CO emissions. After 200 hours, a decrease in the volume of the fungus was observed, suggesting that it spread inside the material, giving rise to black spots of decomposition on the surface of the samples. Thus, calabash tree could be considered as an alternative lignocellulosic material for the preparation of biodegradable polymeric materials.

Diseño innovador para la obtención y caracterización de un bioplástico utilizando como materia base la fibra de la cáscara de coco y papaya / Innovative design for obtaining and characterizing a bioplastic using as a base material the fiber of the coconut shell and papaya fiber

Los plásticos se producen a partir del petróleo. Estos polímeros perduran en la naturaleza por largos períodos de tiempo y, por tanto, se acumulan, generando así grandes cantidades de residuos sólidos. El objetivo principal de esta investigación es producir, a escala de laboratorio, un bioplástico a partir de la fibra contenida en la cáscara de coco, que pueda servir de materia prima para la elaboración de productos biodegradables.

Plastics are produced from oil. These polymers persist in nature for long periods of time and, therefore, they are accumulated in large amounts of solid waste. The main objective of this research is to produce, on a laboratory scale, a bioplastic from the fiber contained in the coconut shell, which can serve as raw material for the production of biodegradable products.

Efeito da adição de óleo de licuri (Syagrus coronata) e Tween 80 em filme de amido de araruta (Maranta arundinacea L. ) / Effect of the addition of licuri oil (Syagrus coronata) and Tween 80 in a film of araruta starch (Maranta arundinacea L. )

O objetivo de trabalho foi avaliar o efeito da adição de óleo de licuri nas propriedades do filme a base de amido de araruta (bioplástico). Foram elaborados dois filmes, um conteúdo óleo de licuri e outro sem o óleo na formulação. Os filmes foram caraterizados através de analises de espessura, solubilidade, atividade de água, permeabilidade a vapor de água, ensaios de tração e analise de cor. Os resultados apontaram que o óleo de licuri reduziu a resistência á tração, o modulo de Young, a atividade de água, a solubilidade e a luminosidade dos filmes de amido de araruta. Além disso, a adição do óleo levou à um aumento da espessura e permeabilidade ao vapor de água. A adição de óleo de licuri influenciou de forma favorável algumas propriedades do filme a base de amido de araruta.

Efeito da adição de óleo de licuri (Syagrus coronata) e Tween 80 em filme de amido de araruta (Maranta arundinacea L. ) / Effect of the addition of licuri oil (Syagrus coronata) and Tween 80 in a film of araruta starch (Maranta arundinacea L. )

O objetivo de trabalho foi avaliar o efeito da adição de óleo de licuri nas propriedades do filme a base de amido de araruta (bioplástico). Foram elaborados dois filmes, um conteúdo óleo de licuri e outro sem o óleo na formulação. Os filmes foram caraterizados através de analises de espessura, solubilidade, atividade de água, permeabilidade a vapor de água, ensaios de tração e analise de cor. Os resultados apontaram que o óleo de licuri reduziu a resistência á tração, o modulo de Young, a atividade de água, a solubilidade e a luminosidade dos filmes de amido de araruta. Além disso, a adição do óleo levou à um aumento da espessura e permeabilidade ao vapor de água. A adição de óleo de licuri influenciou de forma favorável algumas propriedades do filme a base de amido de araruta.(AU)

A purple non-sulfur bacterium producing polyhydroxybutyrate and the conserved region of pha synthase gene / Bactéria púrpura não sulfurosa produtora de polihidroxibutirato e a região conservada do gene pha sintase

This study aimed to screen purple non-sulfur bacteria capable of accumulating granules or polyhydroxybutyrate (PHB) inside the cells, identify the potent strain, assay the enzyme or PHA synthase, and compare the PHB synthase gene with that of related strains. A total of 58 strains of purple non-sulfur bacteria were isolated from 108 samples of chicken feces in the chicken-egg farm of the Department of Animal Science, Faculty of Natural Resources at Prince of Songkla University, Hat Yai, Thailand. After cultivating the bacteria in glutamate malate (GM) medium without added glutamic acid under light (3,000 Lux) at 35oC for 5 days, the intracellular biopolymer granules of the bacteria were observed by using a Confocal Laser Scanning Microscope (CLSM) with excitation and emission wavelength of 530 and 605 nm, respectively. Gas chromatography (GC) was carried out for quantitative analysis of PHB. There were five strains, CH12, CH52, CH72, CH90 and CH92, showed biopolymer granules under CLSM, and accumulated PHB 5, 1.7, 1.5, 1.4 and 1.8% (w w-1) of the cell dry weight (CDW), respectively. The 16S rDNA sequence analysis of CH12 strain showed a high homology of 100% correlation to that of Rhodopseudomonas palustris strain NCIB8288. Regarding the taxonomic characteristics and 16S rDNA sequence analysis, CH12 strain was identified as Rps. palustris NCIB8288. The PHA synthase activity of the crude extract from CH12 strain was 25 units/mL. The conserved regions could be aligned and selected among 5 strains of Rhodopseudomonas palustris (strains BisA53, TIE-1, CGA009, HaA2 and BisB18). The purified PCR product was obtained for further studies.

Este estudo teve como objetivo rastrear bactérias púrpuras não sulfurosas capazes de acumular grânulos ou polihidroxibutirato (PHB) dentro das células, identificar a estirpe potente, ensaiar a enzima ou PHA sintaxe, e comparar com o gene PHB sintase com aquele de estirpes relacionadas. Um total de 58 estirpes de bactérias púrpuras não sulfurosas foram isoladas a partir de 108 amostras de fezes de galinhas na granja produtora de ovos do Departamento de Ciência Animal, Faculdade de Recursos Naturais da Universidade Prince of Songkla, Hat Yai, Tailândia. Depois de cultivar as bactérias em um substrato de glutamato/malato (GM), sem ácido glutâmico adicionado, sob luz (3000 lux) a 35 ºC durante 5 dias, os grânulos de biopolímeros intracelulares das bactérias foram observados utilizando um microscópio confocal (do inglês Confocal Laser Scanning Microscope - CLSM) com comprimentos de onda de excitação e emissão de 530 e 605 nm, respectivamente. A cromatografia gasosa (do inglês Gas chromatography - GC) foi realizada para uma análise quantitativa de PHB. Havia 5 estirpes, CH12, CH52, CH72, CH90 e CH92, que mostraram grânulos biopoliméricos quando submetidos ao CLSM, e PHB-5 acumulado de 1.7, 1.5, 1.4 and 1.8% (w w-1) do peso celular seco (do inglês cell dry weight - CDW), respectivamente. A análise da sequência do rDNA 16S da estirpe CH12 demonstrou uma alta correlação de homologia de 100% para aquela da estirpe NCIB8288 da Rhodopseudomonas palustris. Em relação às características taxonômicas e da análise da sequência do rDNA 16S, a estirpe CH12 foi identificada como Rps. palustris NCIB8288. A atividade da PHA sintase do extrato bruto da estirpe CH12 foi de 25 unidades/mL. As regiões conservadas puderam ser alinhadas e selecionadas entre 5 estirpes de Rhodopseudomonas palustris (BisA53, TIE-1, CGA009, HaA2 e BisB18). O produto purificado da reação em cadeia da polimerase - PCR foi obtido para estudos futuros.