Screening de bacterias como plataformas accesorias en bioprocesos consolidados de produción de etanol celulósico

GUZMAN, VM; COMELLI, RN.

Encuentro; XXIII Encuentro de Jóvenes Investigadores (EJI).; 2019

UNL

Loscombustibles de origen biológico (biocombustibles) representan una alternativaprometedora frente a la utilización de combustibles fósiles tradicionales(petróleo y carbón). El bioetanol es el principal biocombustible paratransporte en el mundo y, en nuestro país, se obtiene a partir de caña deazúcar y, principalmente, maíz (biocombustibles de primera generación). Losresiduos agroindustriales de base celulósica representan una fuente abundante yrenovable, no compiten con los alimentos ni con la utilización de tierras parauso agrícola y son considerados la fuente más importante a nivel mundial paraabastecer la demanda de etanol de segunda generación (2G). El proceso involucraun acondicionamiento de los residuos (temperatura y ácido, habitualmente),seguido de una hidrólisis enzimática de los polisacáridos y, finalmente, lafermentación con {Saccharomyces cerevisiae} para obtener etanol a partir de unmedio que contiene azúcares de 5 y 6 carbonos. Los desafíos actuales incluyenel empleo de levaduras capaces de fermentar eficientemente pentosas, superarlos efectos inhibitorios del medio y los costos asociados al agregado deenzimas. El objetivo general del trabajo fue la selección de levaduras con lascaracterísticas deseadas para el desarrollo de ?bioprocesos consolidados?(CBP), es decir, procesos que empleen consorcios de microorganismos con todaslas características que el proceso demanda. En este caso, se centró el estudioen las pentosas y los inhibidores. Seevaluaron metabólicamente 56 cepas (aislamientos propios a partir de suelos yefluentes agroindustriales), considerando el perfil de azúcares consumidos,velocidad especifica de consumo de pentosas, rendimiento en etanol, naturalezade los productos finales, inhibición del metabolismo de la xilosa por parte dela glucosa, tolerancia al etanol y respuesta en presencia de inhibidoresliberados durante el acondicionamiento del material celulósico (ácido fórmico,acético, levulínico, furfural, HMF, tánico y derivados fenólicos como elgálico). Se identificaron 9 cepas fermentadores de xilosa y 25 de arabinosa. Losproductos finales de las fermentaciones fueron analizados mediante HPLC, lamayoría de estas bacterias presentan un metabolismo heterofermentativoproduciendo ácido láctico, acético y fórmico. Se encontraron escasas cepashomofermentativas y hasta el momento dentro de las diez utilizadas para elseguimiento de azúcares solo una presenta éste tipo de metabolismo.El ensayo deincubación a diferentes temperaturas y concentraciones de etanol, realizado concinco cepas crecidas en un overnight con y sin el agregado de alcohol, presentólos mejores resultados en dos cepas que evidenciaron elevados crecimientos a37°C tolerando 5 y 10% de etanol en ambas condiciones, entre 100 y 190% más debiomasa inoculada a tiempo cero. Las tres restantes solo presentaron grandesporcentajes de biomasa con 5% de alcohol.