Screening de levaduras para el desarrollo de bioprocesos consolidados en la producción de etanol 2G

BOLZICO, B; BENZZO, MT; SELUY, LG; COMELLI, RN

Congreso; XV Congreso Argentino de Microbiología (CAM); 2019

Los combustibles de origen biológico (biocombustibles) representanuna alternativa prometedora frente a la utilización de combustibles fósilestradicionales (petróleo y carbón). El bioetanol es el principal biocombustiblepara transporte 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, la fermentacióncon {Saccharomyces cerevisiae} para obtener etanol a partir de un medio quecontiene azúcares de 5 y 6 carbonos. Los desafíos actuales incluyen el empleode levaduras capaces de fermentar eficientemente pentosas, superar los efectosinhibitorios del medio y los costos asociados al agregado de enzimas. Elobjetivo 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. Se evaluaron metabólicamente 48 levaduras (aislamientos propios apartir de suelos y efluentes agroindustriales), considerando el perfil de azúcaresconsumidos, velocidad especifica de consumo de pentosas, rendimiento en etanol,naturaleza de los productos finales, inhibición del metabolismo de la xilosapor parte de la glucosa, tolerancia al etanol y respuesta en presencia deinhibidores liberados durante el acondicionamiento del material celulósico(ácido fórmico, acético, levulínico, furfural, HMF, tánico y derivadosfenólicos como el gálico).Se identificaron 14 cepas de levaduras capaces de metabolizareficientemente pentosas (xilosa y/o arabinosa), destacándose dos aislamientos:a) una cepa perteneciente al género {Meyerozyma} (según la secuencia de laregión ITS del rDNA), con capacidad de consumir los dos azúcares enanaerobiosis, con velocidades de consumo para la xilosa superiores a loregistrado para glucosa (en la misma cepa), transporte de la xilosa no afectadopor la presencia de glucosa en el medio y tolerancia elevada a los inhibidores,b) otra cepa, perteneciente al género {Naganishia}, también con capacidad deconsumir los dos azúcares, pero sobresaliendo su excelente respuesta frente aelevadas concentraciones de inhibidores y la capacidad de producir enzimascapaces de hidrolizar la lignina. Estas levaduras fueron seleccionadas comoplataformas accesorias para el desarrollo de un CBP en la producción debioetanol 2G.