Celulosa bacteriana: el biopolímero de la naturaleza

Contenido principal del artículo

Milena Alvarado-Rojas
Josué Castro-Brenes
Fabian Orias-Obando

Resumen

La celulosa bacteriana (CB) es un biopolímero de relevancia en investigación e industria, producido por bacterias, como Acetobacter y Komagataeibacter.. La CB comparte composición molecular similar a la celulosa vegetal (C6H10O5), compuesta por dos subunidades (I y II) y un grado de polimerización de 2000 a 6000 unidades, basado en enlaces glucosídicos β-1,4 que forman una estructura tridimensional reticular y cristalina. Es un compuesto naturalmente biocompatible, no tóxico y versátil, con propiedades de biodegradabilidad y sostenibilidad debido a sus componentes de polisacáridos y grupos proteicos. Además, debido a su maleabilidad permiten interacciones beneficiosas con tejidos en recuperación y posee una mayor retención de agua a través de su estructura porosa. La CB se aplica en diversas industrias, incluyendo salud (sustitutos de piel, tejidos periodontales, procedimientos quirúrgicos), alimentos (aditivos, emulsionantes, fibras dietéticas, matrices poliméricas para empaques), textil (bolsos, carteras, collares, zapatos) y electrónica (diafragmas acústicos de alta fidelidad, conductividad eléctrica y dispositivos de luz). La CB presenta un gran potencial para su mayor uso a futuro, considerando los medios para su producción a gran escala, tales como el método estático, empleado a nivel de laboratorio, y el método agitado con una mayor transferencia de oxígeno.

Detalles del artículo

Cómo citar
Alvarado-Rojas, M., Castro-Brenes, J., & Orias-Obando, F. (2024). Celulosa bacteriana: el biopolímero de la naturaleza. Revista Tecnología En Marcha, 37(4), Pág. 162–170. https://doi.org/10.18845/tm.v37i4.6945
Sección
Artículo científico

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E. Alata Mayhuire, Y. Cuadros Huamaní, L. Miranda Zanardi y E. Medina de Miranda, “Biopelículas producidas con cáscara de naranja y reforzadas con celulosa bacteriana,” Revista de la Sociedad Química del Perú, vol. 85, no. 2, feb., pp. 231-241, 2019.

C. Buruaga Ramiro, “Funcionalización enzimática de la celulosa bacteriana para su aprovechamiento y valorización,”Tesis doctoral, Universitat de Barcelona, Ciudad de Barcelona, Barcelona, 2021.

J. L. C. Pacheco, S. K. M. Yee, M. L. C. Zentella y J. E. E. Marvan, “Celulosa bacteriana en Gluconacetobacter xylinum: biosíntesis y aplicaciones,” Revista Especializada En Ciencias Químico-Biológicas, vol. 7, (1), mar., pp. 18-25, 2004.

A. Requejoa y N. Santosb, “La Biorrefinería: caminando hacia un desarrollo sostenible,” Pasaje a la ciencia, vol. 8, (22), jun., pp. 8-16, 2021.

S. González Arranz, “Diseño de un nuevo material sostenible a partir de celulosa bacteriana de residuos orgánicos de producción local en un marco de economía circular,” Tesis de Bachillerato, Universidad Politécnica de Madrid, Ciudad de Madrid, Madrid, 2021.

A. C. Valdez Manzaba, “Influencia de los microorganismos eficientes en el aprovechamiento ecológico de residuos orgánicos”, Bachelor ‘s thesis, Universidad Estatal Península de Santa Elena, La Libertad, Santa Elena, 2023.

P. Ruiz Masegosa, “Tejidos con protección solar y baja coloración a partir de extractos de residuos orgánicos,” Doctoral dissertation, Universitat Politècnica de València, Ciudad de Valencia, Valencia, 2023.

J. A. Toscano Avila, “Estimación de vida útil de mora de castilla (Rubus glaucus Benth) a partir del recubrimiento de celulosa bacteriana producida por Komagataeibacter xylinus,” Bachelor’s thesis, Universidad Técnica de Ambato, Ambato, Tungurahua, 2019.

G. O. Jean, “Aplicación de microalgas para la remoción de nutrientes en efluentes agrícolas: Revisión de literatura,” Tesis de Bachillerato, Universidad Zamorano, San Antonio de Oriente, Francisco Morazán, 2020.

D. Lahiri et al., “Bacterial Cellulose: Production, Characterization, and Application as Antimicrobial Agent”, IJMS, vol. 22, (23), nov., p. 12984, 2021.

G. Gayathri y G. Srinikethan, “Bacterial Cellulose production by K. saccharivorans BC1 strain using crude distillery effluent as cheap and cost effective nutrient medium”, International Journal of Biological Macromolecules, vol. 138, (1), oct., pp. 950-957, 2019.

E. K. Gladysheva, E. A. Skiba, V. N. Zolotukhin, y G. V. Sakovich, “Study of the Conditions for the Biosynthesis of Bacterial Cellulose by the Producer Medusomyces gisevii Sa-12”, Appl Biochem Microbiol, vol. 54, (2), mar., pp. 179-187, 2018.

C. Zhong, “Industrial-Scale Production and Applications of Bacterial Cellulose”, Front. Bioeng. Biotechnol., vol. 8, (1),dic., p. 605374, 2020.

Z. N. Skvortsova, T. I. Gromovykh, V. S. Grachev, y V. Yu. Traskin, “Physicochemical Mechanics of Bacterial Cellulose”, Colloid J, vol. 81, (4), jul., pp. 366-376, 2019

B. V. Mohite y S. V. Patil, “A novel biomaterial: bacterial cellulose and its new era applications: BC and Its New Era Applications”, Biotechnology and Applied Biochemistry, vol. 61, (2), mar., pp. 101-110, 2014.

R. Portela, C. R. Leal, P. L. Almeida, y R. G. Sobral, “Bacterial cellulose: a versatile biopolymer for wound dressing applications”, Microbial Biotechnology, vol. 12, (4), jul. pp. 586-610, 2019.

S. Torgbo y P. Sukyai, “Bacterial cellulose-based scaffold materials for bone tissue engineering”, Applied Materials Today, vol. 11, (1), jun., pp. 34-49, 2018.

T. Garrison, A. Murawski, y R. Quirino, “Bio-Based Polymers with Potential for Biodegradability”, Polymers, vol. 8, (7), jul., p. 262, 2016.

I. Kamaruddin, A. Dirpan, y F. Bastian, “The novel trend of bacterial cellulose as biodegradable and oxygen scavenging films for food packaging application : An integrative review”, IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci., vol. 807, (2) , jul., p. 022066, 2021.

M. Ul-Islam, T. Khan, y J. K. Park, “Water holding and release properties of bacterial cellulose obtained by in situ and ex situ modification”, Carbohydrate Polymers, vol. 88, (2) , abr., pp. 596-603, 2012.

C. J. Grande Cruz, “Desarrollo De Nanocompuestos De Celulosa Bacteriana Para Aplicaciones Biomédicas.”,Tesis de Bachillerato , Universitat de València, Ciudad de Valencia, Valencia, 2014.

W. K. Czaja et al, “The Future Prospects of Microbial Cellulose in Biomedical Applications,” Biomacromolecules, vol. 8, (1), Dec., pp. 1-12, 2007

H. G. de Oliveira Barud et al, “Bacterial nanocellulose in dentistry: perspectives and challenges,” Molecules, vol. 26, (1), dec., pp. 49, 2021.

D. Klemm et al, “Bacterial synthesized cellulose—artificial blood vessels for microsurgery,” Progress in Polymer Science, vol. 26, (9), mar., pp. 1561-1603, 2001.

H. P. Schmauder et al, “Bakterienzellulose-ein inter-essantes biomaterial,” Bioforum, vol. 23, (7/8), jan., pp. 484-486, 2000.

C. A. R. Giraldo, “La celulosa bacteriana: un mundo de nanoposibilidades,” Universitas Científica, vol. 16, Jan., pp. 6-9, 2013.

K. L. T. Carrillo et al, “Elaboración de matrices de celulosa con propiedades antimicrobianas para su aplicación en periodoncia,” Revista Mexicana De Periodontología, vol. 12, (1-3), oct., pp. 7-11, 2021.

L. D. C. Pineda, L. A. C. Mesa and C. A. M. Riascos, “Técnicas de fermentación y aplicaciones de la celulosa bacteriana: una revisión,” Ingeniería Y Ciencia, vol. 8, (16), Jul., pp. 307-335, 2012.

D. N. Thompson and M. A. Hamilton, “Production of bacterial cellulose from alternate feedstocks,” Applied Biochemistry and Biotechnology, vol. 91, (1-9),Mar., pp. 503-513, 2001.

A. Labeaga Viteri, “Polímeros biodegradables. Importancia y potenciales aplicaciones,” Tesis de Maestria, Universidad Nacional de Educación a Distancia (España), Ciudad de Madrid, Madrid, 2018.

A. G. B. Flores, “Moda y biotecnología: creación de nuevos biotextiles para una industria textil sostenible,” Rd-Icuap, vol. 7, (21), sep., pp. 185-199, 2021.

Y. Y. Jiménez-Sánchez, “APLICACIÓN DE LA CELULOSA BACTERIANA EN EL DISEÑO DE PRODUCTOS: UN CAMINO A LA SUSTENTABILIDAD,” Diseño Arte Y Arquitectura,vol 1, (11), dec., pp. 41-57, 2021.

L. N. Gómez Rodríguez, “Análisis de celulosa bacteriana, como propuesta de fibra textil para el desarrollo de una chaqueta masculina en pacientes con hiperhidrosis, en la ciudad de Bucaramanga en el primer periodo del 2021,”Tesis de Bachillerato, Universidades Tecnológicas de Santander, Bucaramanga, Santander, 2021.

L. D. Carreño Pineda, “Efecto De Las Condiciones De Cultivo Y Purificación Sobre Las Propiedades Fisicoquímicas Y De Transporte En Membranas De Celulosa Bacteriana,” Tesis de Doctorado, Universidad Nacional de Colombia, Ciudad de Bogotá, Bogotá, 2011.

C. Legnani et al, “Bacterial cellulose membrane as flexible substrate for organic light emitting devices,” Thin Solid Films, vol. 517, (3), dec., pp. 1016-1020, 2008.

L. A. Caicedo, F. P. Da França and L. Lopez, “Factores para el escalado del proceso de producción de celulosa por fermentación estática,” Revista Colombiana De Química, vol. 30, (2), dec., pp. 155-162, 2001.

D. E. Sandoval Vargas, “Evaluación del rendimiento de producción de celulosa bacteriana usando microalgas como fuente sustentable de oxígeno,” Tesis de Bachillerato, Universidad de Chile, Region Metropolitana de Santiago, Santiago, 2017.

S. A. Gordillo Medina and M. P. Rodríguez Godoy, “Evaluación técnica y análisis de costos para el proceso de producción de biofilm aprovechando residuos de papel de oficina generados por la Empresa International House Bogotá,”Tesis de Bachillerato, Universidad de América, La Candelaria, Bogotá , 2022.