Influencia de la concentración y temperatura de fermentación de azúcares reductores obtenidos a partir de hidrolizado de bagazo de caña de azúcar, en la obtención de un biopolímero empleando Bacillus subtilis
DOI:
https://doi.org/10.17268/agroind.science.2016.01.02Resumen
En este trabajo se determinó el efecto que ejerce la temperatura de fermentación y la concentración de azúcares reductores en la producción de un biopolímero, utilizando la bacteria Bacillus subtilis. Para esto, se realizó un diseño experimental con dos variables independientes: concentración de azúcares reductores (10 g/L, 20 g/L y 30 g/L) y temperatura de fermentación (33 °C, 35 °C y 37 °C). En la hidrólisis del bagazo de caña de azúcar se usó el método de la hidrólisis ácida diluida. La biomasa se determinó mediante el peso seco celular y el contenido de biopolímero, por espectrofotometría molecular UV-VIS y espectrofotometría IR de transformada de Fourier. Los resultados muestran que a una concentración inicial de 30 g/L (gramos de azúcares reductores por litro de hidrolizado) y con la temperatura de fermentación de 37°C, la productividad máxima obtenida de biomasa respecto a sustrato (Yx/s) fue de 0,014 g/g (gramos de biomasa producida por gramos de sustrato consumido); es decir 1,4% de rendimiento. Sin embargo, a las condiciones evaluadas, a una temperatura de fermentación de 35°C y con una concentración inicial de 20 g/L (gramos de azúcares reductores por litro de hidrolizado), se logró una productividad máxima de biopolímero respecto a biomasa (Yp/x) igual a 0,34 g/g (gramos de biopolímero producido por gramos de biomasa producida); es decir 34,0% de rendimiento.
Citas
Aggarwal, N.; Goel, V.; Kumari, A.; Mittal, A.; Singh, G.; Yadav, A. 2011. Optimization of poly-β-hidroxybutyrate production from Bacillus species. European Journal of Biological Sciences 3 (4): 112-116.
De Almeida, A.; López, N.; Ruiz, J.; Pettinari, J. 2004. Bioplásticos: una alternativa ecológica. Revista Química Viva 3 (3): 122-133.
AOAC. 1998. Official Methods of Analysis of the Association of Official Analytical Chemistry.
Avalos, C. 2010. Utilización de la caña de azúcar fresca y picada (20, 40, 60 y 80%) más alfalfa en crecimiento y engorde de cuyes. Tesis de grado para obtención del título de Ingeniero Zootecnista. Escuela Superior Politécnica de Chimborazo. Ecuador. 31 pp.
Banacore, A.; Martínez, G.; Saravia, V. 2012. Producción de polihidroxialcanoatos (PHA) por Bacillus sp. utilizando glicerol como fuente de carbono. Tesis de grado en licenciatura en biología opción biotecnología. Instituto de Ingeniería Química. Uruguay. 53-56.
Centro de Información Técnica. 2007. Degradación de los materiales plásticos. Entidad Técnica Profesional Especializada en Plásticos y Medio Ambiente 21: 3.
Domínguez, M.; Alcalá, V.; Álvarez, A.; Castrejón, T.; Granados, M.; Hernández, F.; Tapia, J. 2011. Estudio de la Cinética de la Hidrólisis ácida del bagazo de caña de azúcar sin pretratamiento para la obtención de azúcares reductores. Revista Iberoamericana de Polímeros 12 (3): 153-159.
Du, G.; Chen, J.; Yu, J.; Lun, S. 2001. Continuous production of poly-3- hydroxybutyrate by Ralstonia eutrophus in a two-stage culture system. Journal of Biotechnology 88: 59-65.
Eaton, A.; Clesceri, L.; Rice, E.; Greenberg, A. 2005. Standard Methods for the examination of water & wastewater. Centennial Edition. Edición 21. EE.UU. 8: 43-44.
Fernández, D.; Bassas, M.; Llorens, J.; Manresa, A.; Marqués, A.; Rodríguez, A.; Solanas, A.; Viñas, M. 2005. Agro-industrial oily wastes as substrates for PHA production by the new strain Pseudomonas aeruginosa NCIB 40045: Effect of culture conditions. Biochemical Engineering Journal 26 (2): 159-167.
Grupo La República. 2013. Diez rellenos sanitarios no son suficientes para tratar toneladas de basura en el Perú. Disponible en: http://larepublica.pe/04-12-2013/10-rellenos-sanitarios-no-son-suficientes-para-tratar-toneladas-de-basura-en-peru
Honorato, J.; Hernández, J. 1998. Determinación de componentes químicos de la madera de cinco especies de encino del estado de Puebla. Madera y Bosque 4 (2): 79-93.
Jian Y.; Heiko S. 2008. Microbial utilization and biopolyester synthesis of bagasse hydrolysates. Biores Technol 99: 8042– 8048.
Law, J.; Slepecky, R. 1960. Assay of Poly-β-hydroxybutyric acid. Universidad de Harvard. EE.UU. 82 (1): 33-36.
Martínez, J.; Carballo, M.; Fernández, A.; Galego, N.; López, A.; Marín, D.; Núñez, R.; Rodríguez, M.; Villaverde, M. 2004. Producción de Polihidroxialcanoatos en Bacterias Diazotrofas. I. Influencia de al aeración en la síntesis de Poli-β-Hidroxibutirato Azospirillum brasilense CEPA 7. Revista Biología 18(1): 87-95.
Medina, H.; Martínez, M.; Bonilla, J. 2007. Caracterización Bromatológica de materias primas y subproductos en el Municipio de Quibdó, Chocó. Revista Institucional Universidad Tecnológica del Chocó: Investigación, Biodiversidad y Desarrollo 26 (2): 11.
Miller, G. 1959. Use of dinitrosalicylic acid reagent for determination of reducing sugar. Analytical Chemistry 31: 426–428.
Mussato, S.; Dragone, G.; Roberto, I.; Teixeira, J. 2008. Total Reuse of Brewer’s Spent Grain in Chemical and Biotechnological Processes for Production of Added-Value Compounds. Bioenergy: Challenges and Opportunities 1: 1-6.
Raveendran, S.; Binod, P.; Pandey, A.; Silviya, N. 2013. Pentose-rich hydrolysate from acid pre-treated rice straw as a carbon source for the production of poly-3-hydroxybutyrate. Bioche-mical Engineering Journal 78: 67-72.
Rowell, R. 2005. Cell Wall Chemistry. Handbook of Wood Chemistry and Wood Composites. Taylor & Francis Group. Edición 1. EE.UU. 70-71.
Serrano, J. 2010. Polihidroxialcanoatos (PHAs): Biopolímeros producidos por microorganismos. Una solución frente a la contaminación del medio ambiente. Teoría y Praxis Investigativa 5 (2): 79-84
Wang, W.; Johnson, D.; Hunsinger, G.; Pienkos, P.; Yang, S. 2014. Connecting lignin-degradation pathway with pre-treatment inhibitor sensitivity of Cupriavidus necator. Frontiers in Microbiology 5: 247-251.
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