Caracterización de levaduras con potencial aplicación en producción de bioetanol de segunda generación

BOLZICO, BRUNA C.; COMELLI, RAÚL N.

Santa fe

Jornada; XXII Encuentro de Jóvenes Investigadores (EJI); 2018

UNL

Los combustiblesde origen biológico o ?biocombustibles? representanuna de las alternativas más prometedoras frente a la utilización decombustibles fósiles tradicionales (petróleo y carbón) ya que constituyen unafuente de energía renovable, poseen bajo impacto ambiental y son económicamentecompetitivos. Según Balat (2011), el bioetanol es el biocombustible masampliamente utilizado para transporte en el mundo, el cual puede emplearse enmotores de combustión interna tipo Otto. En Argentina es mezlado con nafta enun 10% y se pretende llegar a un corte de la misma del 20% para el año 2020.Enotros países como Brasil, puede ser usado como único combustible endeterminados motores.En la actualidad, el bioetanol que se comercializa esdenominado de primera generación, el cual se produce a partir de lafermentación de los azúcares de lacaña de azúcar y maíz principalmente. Estopuede generar un conflicto ético ya que el uso de estas materias primas originacompetencia por la tierra que es utilizada para la producción de alimentos,ocacionando inconvenientes económicos como aumento de precios y tambiénecológicos. Las investigaciones recientes se basan en explotar sustratosalternativos como la biomasa lignocelulósica para su producción (bioetanol desegunda generación), la cual puede provenir de residuos agrícolas, forestales, dela industria papelera y subproductos de la industria alimentaria. En la regiónde Santa Fe y Entre Ríos estos residuos son principalmente los rastrojos demaíz y sorgo, cáscaras de la producción de jugos cítricos y bagazo generado enla industria cervecera. Estos materiales lignocelulósicos comprenden una de lasmejores alternativas para reemplazar la producción del bioetanol de primerageneración ya que son de bajo costo,se encuentran en gran abundancia ocacionando problemas dealmacenamiento y disposición, por lo que podrían ser aprovechados y tienen laprincipal ventaja de que no son usados para alimento. La biomasa lignocelulósica está consituída principalmentepor los polisacáridos celulosa (40%), y hemicelulosa (30%), y un polímerofenólico heterogéneo denominado lignina (15%) según Zhao y col. (2011). Los procesos normalmente involucran unpre-tratamiento de los residuos, el cual puede realizarse por métodos físicos,químicos o biológicos con el fin de mejorar la digestibilidad de la biomasa yhacer más eficiente la etapa posterior, seguido de una hidrólisis enzimática delos polisacáridos para liberar la glucosa a partir de la celulosa, y estelíquido azucarado luego es fermentado para obtener etanol. Existen todavía varios desafíos parala conversión de la biomasa lignocelulósica en etanol, debido particularmente aque las pentosas contenidas en la hemicelulosa que son liberadas durante elpre-tratamento, no pueden ser fermentadas a  etanol y CO2 tan eficientemente a una tasa yrendimientos aceptables desde el punto de vista industrial como la glucosa porespecies etanologénicas principalmente Saccharomycescerevisiae. Esta levadura es la más utilizada en el proceso debido a quepresenta alta tolerancia al etanol e inhibidores, robustez y seguridad. Paraque la producción de bioetanol sea rentable, la co-fermentación de glucosa ypentosas es esencial. Para ello la estrategia que podría ser implementada es eluso de microorganismos modificados genéticamente que puedan utilizar laspentosas, principalmente xilosa, mediante enzimas y vías metabólicas adecuadas.Sin embargo, el consumo de ambos azúcares en simultáneo esta impedido ya quetodos los transportadores de xilosa en S.cerevisiae están competitivamente inhibidos por glucosa. En la presente actividad, el estudio se enfocó enla etapa de fermentación y selección de cepas de levaduras con las mejorescaracterísticas que podrían ser empleadas como plataforma productiva.