Tesis - Licenciatura en Ciencias Biológicas (Sin Restricción)
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Browsing Tesis - Licenciatura en Ciencias Biológicas (Sin Restricción) by Author "*Carvajal Barriga, Enrique Javier"
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Item Open Access Caracterización molecular, fermentativa y sensorial de cepas ecuatorianas de Saccharomyces cerevisae para la producción industrial de bebidas(PUCE - Quito, 2019-09-16) Simbaña Prado, Jennifer Araceli; *Carvajal Barriga, Enrique JavierAntecedentes: la industria de bebidas fermentadas es hoy en día la más antigua y predominante. biotecnología en el mundo, esto ha aumentado la necesidad de buscar nuevos e innovadores enfoques que involucran al protagonista de estos procesos fermentativos: S. cerevisae. Ecuador es un país con una variedad de hábitats que dan forma a la diversidad genética de S. cerevisae y, junto con ella, su diversidad metabólica, a partir de la cual se pueden encontrar diversas aplicaciones biotecnológicas. Resultados: Se identificaron seis cepas diferentes entre los 92 aislamientos. Hubo una diferencia significativa entre los aislados en términos de sus rasgos de fermentación y la calidad sensorial que le dan a las bebidas. Diversos aislamientos (CLQCA 05-006, CLQCA 09-001, CLQCA 09-004, CLQCA 09-012, CLQCA 09-019, CLQCA 10-003, CLQCA 10-083, CLQCA 10-098, CLQCA 19-001, CLQCA 20-060, CLQCA 20-083.) Se consideraron apropiados para la producción de cerveza de trigo, el aislado (CLQCA-10-098) es adecuado para la producción de cervezas sabrosas con bajo contenido de alcohol. los los aislados (CLQCA 09-004 y CLQCA 10-003.) podrían ser útiles para la producción de Indian Pale Cervezas Ale (IPA) y finalmente los aislados (CLQCA 09-001, CLQCA 09-140, CLQCA 09-012, CLQCA 09-019, CLQCA 10-083, CLQCA 10-098 CLQCA 11-027, CLQCA 20-083) son apropiado para la producción de cervezas lambic. Conclusión: los aislamientos utilizados en el estudio mostraron gran potencial para el uso en la industria, producto de la diversidad genotípica y fenotípica de levaduras salvajes.Item Open Access Diseño de un sistema en base a nanocelulosa para remediar agua contaminada con Cromo VI(PUCE-Quito, 2019-04-16) Ossa Paredes, Renata Michelle; *Carvajal Barriga, Enrique JavierEn este estudio se desarrolló un mecanismo de sorción de Cr VI en un medio acuoso mediante el uso de un hidrogel de nanocelulosa de nuez de marfil esferificado. La sorción fue probada bajo diferentes pH y temperaturas siendo 4 y 25 °C, respectivamente, las condiciones a las que se obtuvo una mejor sorción de Cr VI (91.29- 95.33 %). La cinética de sorción demostró que el hidrogel esterificado alcanza el equilibrio de sorción alrededor de los 25 minutos. Adicionalmente un análisis de isotermas de adsorción mostró un alto ajuste con las isotermas de Langmuir y Freundlinch. Finalmente, se diseñó una columna cilíndrica y el hidrogel esferificado fue expuesto a las condiciones óptimas de pH, temperatura y tiempo para capturar Cr VI eficientemente.Item Open Access Evaluación de la producción de biodiesel obtenido a partir del aceite de semillas de tres especies de palmas (Phoenix canariensis, Elaeis guineensis y Astrocaryum chambira)(PUCE-Quito, 2018-12-04) Valencia Arguello, Daniela; *Carvajal Barriga, Enrique JavierEn este estudio se analizó el biodiesel obtenido a partir del aceite de las semillas de tres diferentes palmas (Phoenix canariensis, Elaeis guineensis y Astrocaryum chambira), presentes en el territorio ecuatoriano. Para ello se analizó la densidad, viscosidad y poder calorífico superior del biodiesel obtenido. Se constató que el biodiesel de Phoenix canariensis tiene buenos niveles de saturación para un combustible así como una viscosidad a la par de los valores referenciales, por su parte Elaeis guineensis y Astrocaryum chambira poseen un alto contenido de grasa en sus semillas y el valor del poder calorífico del combustible obtenido con el aceite de estas es alto. Se realizó un análisis matemático no estadístico para comparar los resultados obtenidos, con ello se pudo determinar que el biodiesel de Elaeis guineensis tiene las mejores características para la producción y que Astrocaryum chambira es muy similar en estas características, por lo que estos dos son los candidatos más adecuados para la producción de biodiesel.Item Open Access Fermentación de mosto cervecero mediante un sistema semi-continuo con levaduras de la especie Saccharomyces cerevisiae inmovilizadas en una matriz mixta de nanofibras de celulosa de tagua y alginato de sodio.(PUCE, 2017) Cruz Velasco, Yeanina Estefanía; *Carvajal Barriga, Enrique JavierLa cerveza es un caldo de cereales fermentado; en esta las levaduras son las responsables de fermentar el mosto cervecero convirtiendo el azúcar en etanol y dióxido de carbono. La producción de la cerveza industrial y artesanal se ha incrementado, generando un desafío entre las compañías por optimizar los procesos de producción sin afectar la calidad del producto. Los procesos fundamentales en la producción de la cerveza son la fermentación y la maduración los cuales requieren de mucho tiempo para llevarse a cabo, esto ha generado un gran interés por la aplicación de la tecnología de inmovilización celular, la cual permite optimizar la producción de cerveza debido a que el área superficial aumenta incrementando la velocidad de reacción. En el presente estudio se implementa la inmovilización de Saccharomyces cerevisiae en una matriz de nanofibras de celulosa y alginato de sodio para la producción de cerveza en un sistema de fermentación semi-continuo; obteniendo como resultado la reducción de tiempo en la producción de cerveza al fermentarse y madurarse en el mismo sistema, reduciendo a tres días el proceso que de otra manera toma alrededor un mes.Item Open Access Fraccionamiento del bagazo cervecero bajo el concepto de biorrefinería.(PUCE, 2017) Jurado Morales, Miguel Angel; *Carvajal Barriga, Enrique JavierEl bagazo cervecero representa el 85 % de todos los residuos producidos en la industria cervecera y se genera a en la etapa de filtración y separación del mosto y grano de cebada. En los últimos años la atención se ha centrado en extraer los componentes de este residuo porque está conformado por alta cantidades de carbohidratos y proteínas pero también por lignina, lípidos y minerales. Varios estudios en base diferentes tecnologías han buscado extraer los componentes para producir productos de base biológica con alto valor comercial a partir de este desecho. En el Ecuador se producen aproximadamente 120,000 toneladas anuales de bagazo cervecero, el cual es generalmente utilizado como alimento crudo y de bajo costo para ganado. Por este motivo, esta investigación buscó explotar las macromoléculas de este residuo para la extracción y producción de productos de base biológica bajo el concepto de biorrefinería. Para lo cual, se realizó una caracterización de las macromoléculas con el objetivo de diseñar y ensayar cinco bioprocesos de fraccionamiento que maximicen la extracción de proteínas, lípidos y carbohidratos como almidón y celulósicos en base al uso principalmente de enzimas. De esta manera, se identificó que el segundo bioproceso de fraccionamiento extrajo 72,41 % de las macromoléculas del bagazo cervecero, logrando extraer el 93,79 % y 86,77 % del total de carbohidratos y proteínas respectivamente. Finalmente se ejecutó un análisis financiero que demostró la viabilidad económica del proyecto en una escala industria, con una Tasa de Retorno de Inversión de 98,92 %, un Valor Actual Neto de 355 385,744 USD y un periodo de recuperación de la inversión de dos años.Item Open Access Nanocelulosa de tagua como agente para captación y recuperación de metales pesados y preciosos en cuerpos de agua(PUCE, 2017) Noboa Zaldumbide, Melanie Alejandra; *Carvajal Barriga, Enrique JavierLa contaminación del agua con metales pesados es un grave problema que enfrenta la sociedad, principalmente por la creciente demanda de estos y el inadecuado tratamiento de sus desechos. Entre los objetivos planteados para el siglo XXI, está la reducción de estos desechos mediante métodos innovadores que sean efectivos, económicos y rápidos. Es por ello que en este estudio se plantea el uso de nanocelulosa de tagua, como un material eficiente para la captación y recuperación de metales pesados y preciosos en cuerpos de agua contaminados con los mismos. En este estudio se realizó la caracterización físico-química de los hidrogeles de nanocelulosa de tagua, determinando así que estos están formados por 0,93 % de celulosa y esta funcionalizada con 128,14 μM-SO3-/gNC. Los ensayos de captación, fueron realizados a iones de cobalto, cobre y plata; nanopartículas de plata y agua residual de actividad minera. Para este procedimiento se utilizó las variables de concentración de metal (100, 60 y 20 ppm), volumen de nanocelulosa (5 y 10 mL) y volumen de NaCl 1 % (4 y 8 mL). La cuantificación y caracterización de las membranas de nanocelulosa con metal captado se realizó, mediante FAAS, SEM y X-EDS. Los porcentajes de captación de los metales dependieron de las propiedades físico-químicas de los metales, siendo mayores para plata, seguido de cobalto y finalmente cobre. Se realizó el ajuste de las captaciones de los metales a las isotermas de Langmuir y Freundlich, la primera mostró mayor ajuste; sin embargo la mayoría de combinaciones no se ajustaron debido al comportamiento heterogéneo de las nanocelulosa con los factores de estudio. También se realizó ensayos de captación para las soluciones de agua residual de actividad minera, en las que se observó una relación entre el mayor porcentaje de captación de los metales a mayores cantidades de nanocelulosa y cloruro de sodio 1 %. La nanocelulosa de tagua es un material eficiente para remover iones y nanopartículas de plata y se necesita una mayor modificación de la misma para obtener mejores resultados de captación con otros metales.Item Open Access Producción, extracción y caracterización de lipasas provenientes de la levadura antártica Guehomyces pullulans(PUCE-Quito, 2018) Lascano Demera, Luis David; *Carvajal Barriga, Enrique JavierUna de las aplicaciones más importantes en biotecnología es la producción y utilización de enzimas. Las enzimas microbianas han ganado protagonismo por sus amplios usos en varios sectores industriales. Sin embargo, hasta el día de hoy, solo alrededor del 2% de los microorganismos conocidos se han probado como fuentes de enzimas. Uno de los grupos más importantes de enzimas es el conformado por las lipasas. Existe una demanda creciente de estos biocatalizadores debido a sus propiedades únicas y novedosas, tales como especificidad, estabilidad frente a variaciones de pH y temperatura, selectividad quiral, acción en solventes orgánicos y la amplia gama de reacciones que pueden catalizar. Por este motivo, constituyen el más significativo grupo para aplicaciones biotecnológicas, entre ellas, la producción de biodiesel, fármacos enantiopuros, detergentes, etc. Las lipasas pueden ser producidas por varios microorganismos incluyendo levaduras, siendo principalmente obtenidas de Candida rugosa. En esta investigación, se buscó determinar la existencia de lipasas extracelulares de la levadura antártica Guehomyces pullulans (CLQCA-ANT-073). Para ello, se realizó la producción, extracción y caracterización de la enzima. La actividad enzimática en condiciones estándar, usando en la inducción de lipasas aceite de oliva como sustrato, fue 268 U/L, valor que puede ser mejorado optimizando el medio de cultivo. Las condiciones óptimas de pH y temperatura determinadas en este estudio para la lipasa fueron 8.0 y 40°C, respectivamente. En cuanto a los parámetros cinéticos aparentes, se obtuvo un KM de 3.7 x 10-4 M. Además, se detectó el fenómeno de catálisis interfacial en su cinética. En consecuencia, los resultados de este estudio deben considerarse como una base para futuras investigaciones y optimizaciones sobre la lipasa de Guehomyces pullulans.