Alcohol a partir de sorgo dulce. Sacarificación y fermentación.?

CARINA LORENA FERNÁNDEZ; OSCAR ALFREDO GARRO

Corrientes, Argentina

Jornada; Comunicaciones Científicas y Tecnológicas 2004; 2004

Universidad Nacional del Nordeste

La producción de alcohol a partir de sustratos azucarados o amiláceos se conoce desde tiempos inmemoriales, principalmente en lo que respecta a la obtención de bebidas, pero el conocimiento del por qué ocurre es más reciente.El etanol a partir de cultivos agrícolas ?bioetanol? es de interés a causa de la naturaleza renovable de las materias primas; sin embargo el costo de producción puede ser más alto que para los combustibles a partir del petróleo. Los cultivos más usados son el de la caña de azúcar y la remolacha azucarera, sin embargo se lo puede producir a partir de una gran variedad de sustratos azucarados o amiláceos, principalmente granos de cereales. En nuestra región se produce en varias épocas del año el sorgo dulce del que se pueden utilizar los granos y/o el tallo para su conversión a etanol. Una ventaja adicional del cultivo de sorgo es que se pueden utilizar tierras que no son aptas para aquellos cultivos con requerimientos exigentes para su desarrollo. En el Chaco puede implantarse en tierras marginales y contribuir a diversificar la producción agrícola. Para que esta aplicación sea viable es necesario generar localmente los conocimientos de las distintas etapas del proceso: producción del cultivo, fermentación y destilación. Este trabajo pretende estudiar la etapa de sacarificación y fermentación en lo que respecta a la selección del microorganismo a utilizar y sistema de fermentación más adecuado a este proceso.El grano de sorgo es rico en almidón y es uno de los cultivos óptimos para aplicaciones industriales y, a pesar de tener una composición química similar a la del maíz, ha sido subutilizado en la elaboración de productos industriales y de valor agregado (Leeson y Summers, 1997). La mayor barrera que afecta a su utilización industrial son sus propiedades demolido y una baja digestibilidad por los microorganismos, principalmente debido a la presencia de polifenoles (taninos) (J.M. Bvochora, R. Zvauya, 2001). La producción de biomateriales y productos químicos se enfrenta a un desafío económico, el éxito depende de los pretratamientos (molido, cocción, sacarificación, etc), todos estos procesos que incrementan el costo de producción.La producción de etanol usando mezclas de jugo de sorgo dulce y granos de sorgo fue investigada bajo condiciones normales y de muy alta concentración de sólidos (VHG), usando cepas de Saccharomyces cerevisiae a 30°C obteniendo concentraciones de etanol de hasta 16,8%v/v (J.M. Bvochora y col., 2000).La fermentación alcohólica se realiza generalmente con cepas de Sacharomyces cerevisiae aunque también es posible alcanzar concentraciones importantes de etanol con la bacteria Zymomonas mobilis (Garro y col, 1995; Abate y col. 1996).El objetivo de este trabajo fue determinar las condiciones para obtener el mejor grado de hidrólisis del almidón del grano, usando las propias enzimas que se generan durante la germinación. Para ello se trabajó con muestras preparadas a partir de granos germinados y sin germinar.  Se realizó la molienda de los granos y con la harina así obtenida, se prepararon suspensiones con 10 o 20 g de harina (según el ensayo) por cada 100 ml, las que se sometieron a baño de María a 100°C durante una hora. Para la hidrólisis química se agregó ácido ClH en distintas proporciones y se dejo en las condiciones de tiempo -temperatura especificadas para cada ensayo.La determinación de azúcares se realizó con el método de Fehling ? Causse ? Bonnans. Para la determinación de etanol se realizo una destilación por arrastre con vapor , en un dispositivo de micro Kjeldhal. Sobre el destilado se midió el índice de refracción. De tabla se obtuvo el porcentaje de alcohol en volumen. Se utilizó levadura seca comercial en la proporción de 1 gramo de levadura seca por litro de medio de cultivo. El medio de fermentación contenía por litro: 200 g de harina de sorgo, 3 g de peptona, 1 g de KH2PO4, 1 g de (NH4)2SO4 y 1 g de levadura seca . El pH del medio se ajusto a un valor de 5, usando Na(OH). Los resultados mostraron que con las enzimas propias del grano generadas durante la germinación, sólo se consiguió hidrolizar aproximadamente el 20% del total de almidón del grano, obteniéndose porcentajes de alcohol que se obtendría seria muy bajos. Se analizaron entonces los porcentajes de glucosa obtenidos con la hidrólisis ácida, manteniendo las muestras a temperatura ambiente y a 60 °C, con diferentes concentraciones de ácido, para determinar si era factible realizar ensayos de fermentación con sustratos preparados a partir de granos sin germinar. En todos los casos se obtuvieron porcentajes de etanol mayores que con la hidrólisis enzimática, de lo que se concluyó que comparando el porcentaje de glucosa obtenido con la referencia (52%), las mejores condiciones para la hidrólisis del almidón de los granos de sorgo fueron 60°C, 12 horas y con un 5 % de ácido ClH. La solución pudo ser fermentada sin inconvenientes por levaduras.