Evaluación de diferentes fuentes de nitrógeno sobre parámetros de crecimiento y fermentación de distintas levaduras para la obtención de bioetanol a partir de mosto de uva

ROJO, M.C.; GONZALEZ, M; CHIMENO, S.V.; PONSONE, M.L.

Congreso; XXV Congreso Latinoamericano de Microbiología (ALAM 2021); 2021

En Argentina, la actividad vitivinícola representa un importante componente en las economías productivas de las provincias de Mendoza y San Juan. Esta región se ve afectada cíclicamente por una saturación del mercado de vinos, generada por la existencia de un alto volumen de uvas de bajo valor enológico, que representa un 50 % en ambas provincias, generando 1.000.000 tn de uva al año. La obtención de bioetanol de primera generación podría aportar a la diversificación productiva y el agregado de valor de los jugos de uva excedentes. El objetivo del presente trabajo fue encontrar las condiciones óptimas de nutrición que permitan el mejor crecimiento (biomasa “A” y µmax) con una máxima producción de etanol (rendimiento Yp/s y porcentaje de azucares consumidos) para levaduras autóctonas seleccionadas para la obtención de bioetanol 1G a partir de mosto de uva. Se utilizaron tres cepas de Saccharomcyes cerevisiae (M, G y C) aisladas de final de fermentación, una cepa autóctona de Zygosaccharomyces rouxii aislada de mostos concentrados (Z) y una cepa comercial de S. cerevisiae (EC1118). El diseño experimental incluyó: 3 fuentes de nitrógeno (simple: di-amino fostato (DAP), complejo: extracto de levadura (EL), combinado: nutriente comercial Fermaid-Lallemand) en 4 concentraciones (150, 300, 450 y 600 mg/L). Debido a que la urea es una fuente nitrogenada de bajo costo pero no es utilizada por todas las levaduras, se incluyó un ensayo exploratorio de urea en forma combinada con nitrógeno simple (DAP 150 mg/L + urea 600mg/L). Se utilizó el medio YCB modificado con 300 g/L de azucares (1:1 glucosa:fructosa). El ensayo se realizó a 28ºC durante 15 días en placas de microtitulación utilizando un espectrofotómetro automático (Bioscreen C, Labsystem) para parámetros de crecimiento y en tubos con 15 mL para evaluación de etanol y azucares residuales mediante HPLC. Las condiciones óptimas de nutrición para cada levadura fueron validadas en mostos de uva enriquecido (mosto de uva con 390 g/L azucares) donde se incluyeron además otras concentraciones de urea. Los resultados mostraron un efecto significativo del tipo de fuente nitrogenada sobre los parámetros de crecimiento y fermentativos. En general, la velocidad máxima fue mayor con el nutriente simple (DAP) y menor con el nutriente combinado (Fermaid), mientras que en presencia de los nutrientes complejos (EL y FERM) el rendimiento etanólico fue más elevado. Se observaron diferencias estadísticas en parámetros de crecimiento entre las cepas, los nutrientes y las diferentes concentraciones, como así también en el rendimiento etanólico. El análisis combinado permitió encontrar las mejores cepas y las condiciones mínimas de nutrición que producen máximos parámetros de crecimiento y fermentación. Los resultados mostraron que las cepas con mayor velocidad de fermentación no fueron las mismas que mostraron los mejores rendimientos. La cepa Z fue descartada por su lento metabolismo. El ensayo de validación permitió seleccionar a las cepas C y M como las más eficientes con la adición del nutriente complejo EL y la urea.