Biopolymers produced by Azotobacter: synthesis and production, physico-mechanical properties, and potential industrial applications | Biopolímeros producidos por Azotobacter: síntesis y producción, propiedades físico-mecánicas, y potenciales aplicaciones industriales

Inglés. Azotobacter is a type of bacterium nonpathogenic, Gram-negative with ability to synthesize simultaneously under aerobic conditions two biodegradable polymers extra and intracellular such as alginate and polyhydroxyalkanoates, respectively, whose physical, mechanical, and biodegradable properties have awoken the interest in the industry. Thus, this review compiles information on synthesis chemistry of these polymers and the genetic modification of this bacterium in order to produce a particular polymer and improve its yields. Additionally, we show that alginates obtained present a higher molecular weight, degree of acetylation and M/G ratio compared with other organic sources like seaweed; while polyhydroxyalkanoate polymers have better physical and mechanical characteristics (melting temperature, Young's modulus, elongation and glass transition temperature) compared with other synthetic polymers. These characteristics present in both polymers have allowed the development of several applications in the food, pharmaceutical, medical and agronomic industries. Finally, it is necessary to study new strategies to control the variability of the degree of acetylation and molecular weight for alginate polymers and improve the production of polyhydroxyalkanoates in order to propose new future applications in the industry.

Español; castellano. Azotobacter es un tipo de bacteria no patógena, Gram negativa con capacidad para sintetizar simultáneamente en condiciones aerobias dos polímeros biodegradables extra e intracelulares tales como alginatos y polihidroxialcanoatos respectivamente, cuyas propiedades físicas, mecánicas y biodegradables han despertado el interés en la industria. Por ello, esta revisión compila información sobre la síntesis química de estos polímeros y la modificación genética de esta bacteria con la finalidad de producir un polímero particular y mejorar sus rendimientos. Adicionalmente, mostramos que los alginatos obtenidos presentan un mayor peso molecular, grado de acetilación y relación M/G comparado con otras fuentes orgánicas como las algas marinas; mientras los polímeros de polihidroxialcanoatos presentan mejores características físicas y mecánicas (temperatura de fusión, módulo de Young, elongación y temperatura de transición vítrea) comparado con otros polímeros sintéticos. Estas características presentes en ambos polímeros han permitido el desarrollo de diversas aplicaciones en la industria alimentaria, farmacéutica, médica y agronómica. Finalmente, es necesario estudiar nuevas estrategias para controlar la variabilidad del grado de acetilación y peso molecular para los polímeros de alginato y mejorar la producción de polihidroxialcanoatos con la finalidad de promover nuevas futuras aplicaciones en la industria.