Empleo de levaduras crecidas a 37º C sobre glicerol como inóculo para la producción de bioetanol a partir de efluentes industriales

VILLALBA JM, COMELLI RN.

Congreso; III Congreso Bioquímico del Litoral; 2015

Los efluentes provenientes de la industria de bebidasgaseosas poseen una elevada concentración deazúcares simples (glucosa, fructosay/o sacarosa, hasta 120 gazúcar/L)), representando un sustrato interesante parala producción de bioethanol porfermentación alcohólica mediada por levaduras.Esta aplicación del concepto de biorefineria para el tratamiento deefluentes dealta carga representa una novedosa alternativa respecto a lostradicionalesprocesos de tratamiento de efluentes basados en la digestión  anaeróbica mediada por consorciosbacterianos.Según estudios previos realizados por nuestro grupo de trabajo, elproceso estécnicamente factible. El objetivo general del trabajo fue optimizar un procesobiológico con impacto ambiental favorable para la producción sustentable debioetanol a partir de efluentes industriales. En particular, se estudió laproliferación de levaduras (etapa comprendida en el Upstream del proceso) sobrecorrientes producidas durante el mismo proceso de fermentación alcohólica, lasque contienen glicerol y/o etanol como único sustrato carbonado (el gliceroles producido por las levaduras como metabolito secundario de la fermentación yel etanol está en las purgas de las columnas de destilación). El empleo deestas corrientes permitiría reducir los costos del tratamiento posterior ala fermentación y lograr un circuito productivo auto-sustentable, dondelos productos remanentes de una operación se emplean como materia prima deotra operación.Los ensayos de fermentación se realizaron en reactores de 500mL operados en forma batch y empleando la cepa de levaduras Saccharomycescerevisiae var. Windsor.Se registró la evolución en el tiempo de lasconcentraciones de biomasa (turbidimetría), bioetanol (sensor de SnO2 construidoad hoc), azúcares (métodos espectrofotométricos) y glicerol (kit enzimático). Seaplicaron diseños estadísticos del tipo Factorial completo y el análisis de lasignificancia estadística de cadavariable ensayada se realizó con softwareespecífico (Statgraphic Centurion VX®).Se evaluó el impacto de diferentesfuentes de carbono (glicerol y/o etanol), temperatura (30 y 37ºC), aireación(microaerofilia o saturación) y otros compuestos (por ej., magnesio y sales denitrógeno) sobre la propagación aeróbica de biomasa de levaduras que luego seemplea como inóculo de las fermentaciones de los efluentes azucarados.El consumo de glicerol resultó notoriamente influenciado porla temperatura (a 37º C se registró un consumo completo en contraste del 10 % deconsumo a 30º C en los mismos tiempos), de la aireación y del estado fisiológicodel cultivo: cuando las levaduras fueron previamenterepicadas (5 veces) enmedio con glicerol como única fuente de carbono mostraron posteriormente unavelocidad de proliferación 10 veces superior respecto a la misma cepa perocrecida por primera vez sobre los mismos medios con glicerol. Finalmente, lainfluencia de la fuente de nitrógeno y de otras sales en la propagación de laslevaduras no resultó estadísticamente significativa.Los resultados obtenidos permitieron identificarlascondiciones operativas óptimas y se demostró que el proceso propuestoes técnicamente factible, ambientalmente favorable y económicamente viable. .