Abstracto

Biotecnología-2013: Modelado matemático de la biosorción de Ni2+ por Schizosaccharomyces pombe utilizando el enfoque sigmoide universal - Rumeysa Bukcu - Universidad de Mármara

  Rumeysa Bukcu, Selcen Durmaz-Sam y A. Alp Sayar

 El uso de microorganismos como biosorbentes para la eliminación y la purificación de metales pesados ??de las aguas residuales industriales se ha convertido en una alternativa importante a las estrategias convencionales. Los microorganismos, activos o inactivos, pueden adsorber metales disueltos gracias a las características únicas de sus membranas. El diseño del equipo adecuado y la estimación de los valores de entrada del proceso principal tienen una importancia primordial en lo que respecta a la evaluación y la síntesis del proceso en estudio. Para poder obtener un esquema de optimización confiable, se requirió la evaluación de una amplia colección de datos de biosorción. En lugar de utilizar una matriz de base de datos costosa y que requiere mucho tiempo, el desarrollo de un modelo matemático apropiado en función de los conceptos del método y de una información experimental truncada puede ser un método más eficiente para establecer un resultado de optimización. Se puede utilizar una versión satisfactoriamente precisa de un dispositivo para predecir los efectos en diversas situaciones sin la necesidad de experimentación y evaluación reales. El objetivo de este estudio es obtener más datos sobre la biosorción de Ni2+ mediante el uso de Schizosaccharomyces pombe, en particular a pH=4,0 o 6,0, y desarrollar un modelo matemático sigmoideo para el proceso de biosorción en estudio. Este modelo matemático puede ser una herramienta de simulación para el trabajo de optimización del proceso futuro. En este estudio, Schizosaccharomyces pombe, una especie de levadura unicelular, se utilizó como biomasa para la biorremoción de Ni2+. Se necesitaban productos químicos que incluyen agar, extracto de levadura, glucosa, etc. para la práctica de medios de subcultivo específicos para especies de levadura y ácidos de grado natural para el ajuste del pH. Se utilizó un compuesto de NiCl2 de grado natural para preparar las soluciones de stock de níquel (II). El equilibrio entre el segmento adsorbido y el segmento de solución se alcanzó en 3 horas. La absorción de equilibrio se redujo con el aumento de la temperatura, lo que denota un comportamiento exotérmico. Se utilizaron varios modelos de isotermas, como las isotermas de Langmuir y Freundlich, para evaluar los registros de equilibrio. Además, se han determinado el precio de reacción y las residencias termodinámicas de la biosorción de Ni(II) a 20, 25, 30, 35 y 50o C. Se agradece la inversión de MU Nihad Sayar Egitim Vakfi y el proyecto MU Research Fund FEN-C-YLP-040712-0280. Hasta hace poco, la fermentación alcohólica convencional y la fermentación maloláctica se consideraban las únicas metodologías para obtener un vino tinto estable desde un punto de vista microbiológico antes del embotellado. Varios investigadores están prestando especial atención en la actualidad al uso de levaduras no Saccharomyces en enología para mejorar la calidad del vino. Estas nuevas biotecnologías están generando nuevas tendencias en la microbiología del vino, para mejorar la calidad del vino. Algunas de las especies de levaduras no Saccharomyces más estudiadas en la elaboración del vino son Candida zemplinina, Torulaspora delbrueckii, Kloeckera apiculata,Hanseniaspora vineae, Hanseniaspora uvarum, Candida pulcherrima, Hansenula anomala, Schizosaccharomyces pombe (S. pombe) y Lachancea thermotolerans (L. thermotolerans). La mayoría de estas investigaciones presentan inoculaciones secuenciales de un no-Saccharomyces y un Saccharomyces cerevisiae para producir las mejoras excelentes en la calidad del vino. S. pombe se ha utilizado históricamente para la desacidificación debido a que es capaz de convertir el ácido l-málico de sabor áspero en etanol, haciendo que los vinos muy ácidos sean más suaves. Sin embargo, los microorganismos del género Schizosaccharomyces se están utilizando actualmente para lograr diferentes objetivos en la vinificación moderna. Un nuevo uso implica tácticas que apuntan a una alta liberación de polisacáridos durante la fermentación y el envejecimiento sobre lías. Otro uso es la reducción de los niveles de ácido glucónico del jugo de uva inicial que le permite hacer que el vino sea satisfactorio en mostos deteriorados. También se ha demostrado que S. pombe por sí sola mejora el color de los vinos tintos, ya que aumenta el contenido de pigmentos relativamente estables como las vitisinas y la piranoantocianina. Por lo tanto, desde una perspectiva de seguridad alimentaria, el género Schizosaccharomyces se está utilizando para producir vinos más seguros, ya que posee un interés ureaso que evita la producción de carbamato de etilo y reduce el riesgo de formación de aminas biógenas por parte de microorganismos de ácido láctico salvajes [1]. Por el contrario, Lachancea thermotolerans (L. thermotolerans) se utiliza para producir vinos más ácidos en regiones cálidas a partir de mostos poco ácidos. La especie S. pombe no se ha utilizado históricamente para la elaboración de vino debido a la vida de algunos efectos colaterales como resultado de metabolitos que incluyen ácido acético, acetaldehído, acetoína y acetato de etilo. Estos problemas se han solucionado recientemente mediante la implementación de procedimientos avanzados de selección de estrés. La principal dificultad en cuanto a los procedimientos de selección fue la cuestión de mantener separada una amplia variedad de líneas de referencia de las muestras ambientales, lo que limitaba la capacidad de obtener y recolectar cepas representativas del género Schizosaccharomyces. El número de líneas disponibles es actualmente muy bajo en comparación con las que ofrecen las trazas de Saccharomyces cerevisiae (S. cerevisiae); por lo tanto, en el futuro se requerirán procesos de selección adicionales similares a los realizados para S. cerevisiae en la elaboración del vino. La nueva biotecnología relacionada con el uso combinado de L. thermotolerans y S. pombe se ha estudiado anteriormente en relación con los parámetros básicos de elaboración del vino y los factores avanzados que incluyen volátiles aromáticos, aminoácidos o factores de seguridad alimentaria. Sin embargo, muchos otros parámetros del vino inexplorados deben estudiarse para esta nueva biotecnología. Este estudio específico se centra en el efecto del uso combinado de L. thermotolerans y S. pombe en la composición de antocianinas del vino. Una combinación de S. pombe y L.Las cepas de levadura seleccionadas de Thermotolerans son una alternativa a la fermentación maloláctica tradicional que afecta positivamente el contenido de antocianinas del vino. Los resultados de los ensayos de fermentación mostraron diferencias positivas en varios parámetros como el ácido acético, el glicerol, el perfil de acidez, la evaluación sensorial, el color y el perfil de antocianinas. Biografía Rumeysa Bukcu estudió Química y se graduó a la edad de 21 años en la Universidad Técnica de Oriente Medio. Sus intereses de investigación incluyen la biosorción y las nuevas tecnologías relacionadas con ella, y actualmente está completando su tesis y el estudio del modelado matemático de la biosorción de Ni2+ mediante el uso del Enfoque Sigmoide Universal. Es estudiante de posgrado del departamento de bioingeniería de la Universidad de Mármara. Al asistir al clima de intercambio de conocimientos intelectuales y creativos durante la conferencia, planea enriquecer su trabajo de tesis. rumeysabukcu@hotmail.com