Microorganismos usados en la producción de etanol
Páginas: 8 (1803 palabras)
Publicado: 8 de diciembre de 2011
MICROORGANISMOS USADOS EN LA PRODUCCIÓN DE ETANOL
El agotamiento de las reservas de combustibles fósiles y el cambio climático están suscitando preocupaciones sobre la seguridad energética, generando interés en la utilización de energías renovables como los biocombustibles. Como resultado, sistemas microbianos han sido extensivamente estudiados y exitosamente usados para la biosíntesis dealgunos biocombustibles, el más notable, el etanol (Koffas A. G. Mattheos, 2009).
El bioetanol es el producto de fermentación alcohólica de diversos materiales orgánicos a través de la acción de microorganismos (Hernández Nodarse, 2008). Se utilizan diversas clases de levaduras, bacterias y hongos para la obtención de etanol.
El uso de microorganismos busca obtener una mayor eficiencia en losprocesos de fermentación, recuperación y purificación del alcohol producido.
En la producción del etanol a partir de biomasa lignocelulósica en cuatro pasos de su producción intervienen microorganismos: en la producción de enzimas celulolíticas, la hidrólisis del material celulósico, la fermentación de hexosas y la de pentosas (Guzmán Morenol, J. ; López-Olmos, K.; Medrano-Santi, M.;Romo-Rodríguez, P. ; Ponce-Noyola, P.;, 2010).
Sin embargo los microorganismos en la producción de etanol son altamente usados, principalmente en la vía fermentativa por su alta productividad en la conversión de azúcares a bioetanol y debido a su gran facilidad de separación después de la fermentación.
Características principales que se deben considerar en la selección de los cultivos microbianosutilizados en la fermentación alcohólica.
Tolerancia al alcohol
La cepa de levadura debe ser capaz de mantenerse activa en condiciones crecientes de concentración alcohólica ya que de esto dependerá el rendimiento del proceso.
Tolerancia a la temperatura
Existen levaduras sensibles a la temperatura, cuando esta se eleva, la productividad puede disminuir; los sistemas de enfriamiento son caros,por lo que hay una razón económica para desarrollar cepas termo tolerantes, que trabajen a temperaturas por encima de 40ºC sin pérdidas en la eficiencia, y que a la vez mantengan la estabilidad genética.
Tolerancia a la alta concentración de azúcares
Trabajar con altas concentraciones de azúcares produce mayor eficiencia y productividad del proceso fermentativo.
Microorganismos más usadosen la producción de etanol
Entre los organismos más usados para la fermentación de etanol se encuentran los siguientes (Carretero Casado, upcommons.upc.edu, 2006):
MICROORGANISMOS | SUSTRATOS FERMENTABLES | CONDICIONES DE FERMENTACIÓN | REFERENCIA |
LEVADURAS |
Saccharomyces cerevisiae | GlucosaFructuosaSacarosaMaltosaMaltotriosaGalactosaManosa1/3 del trisacárido rafinosa |Anaeróbico30-37°CTolerancia de etanol 150g/L | (Valdivieso Ugarte, 2006), (Aycachi Inga, 2009), (Mariscal Moreno, 2011) |
S. ellipsoideus | GlucosaSacarosa Maltosa | Anaeróbico30-37°C | (Carretero Casado, UPCommons, 2008), (Mariscal Moreno, 2011) |
S. anamensisi | GlucosaSacarosa Maltosa | Anaeróbico35-38°C | (O. Grove, 2010) |
Candida pseudotropicalis | GlucosaFructuosaXilosa | 30°C | (Nuñez Guerrero,2007) |
S. carlsbergensis | GlucosaMaltosaSacarosa Galactosa Melibiosa3/3 de rafinosa | Anaeróbico35-38°C | (Carretero Casado, upcommons.upc.edu, 2006) |
Kluyveromyces marxianus | GlucosaSacarosaRafinosaLactosa | Anaeróbico40-45°CpH=2.5-5 | (Mariscal Moreno, 2011), (Padín González, Carmiña; Díaz Fernández, Mario, 2009) |
Candida utilis | Glucosa | 30°C | (Lin, Yan; Tanaka, Shuzo, 2006) |Candida shehatae | GlucosaXilosa | Microaerofílico20-31°C | (Mariscal Moreno, 2011) |
Pichia stipitis | GlucosaXilosa | Microaerofílico26-35°C | (Mariscal Moreno, 2011) |
Schizosaccharomyces pombe | GlucosaFructuosaMaltosaSacarosa | Anaeróbico30-35°C | (Mariscal Moreno, 2011) |
BACTERIAS |
Zymomonas mobilis | GlucosaFructuosaSacarosa | Anaeróbico30°CpH=4 | (Alarcón Elias, 2010),...
El agotamiento de las reservas de combustibles fósiles y el cambio climático están suscitando preocupaciones sobre la seguridad energética, generando interés en la utilización de energías renovables como los biocombustibles. Como resultado, sistemas microbianos han sido extensivamente estudiados y exitosamente usados para la biosíntesis dealgunos biocombustibles, el más notable, el etanol (Koffas A. G. Mattheos, 2009).
El bioetanol es el producto de fermentación alcohólica de diversos materiales orgánicos a través de la acción de microorganismos (Hernández Nodarse, 2008). Se utilizan diversas clases de levaduras, bacterias y hongos para la obtención de etanol.
El uso de microorganismos busca obtener una mayor eficiencia en losprocesos de fermentación, recuperación y purificación del alcohol producido.
En la producción del etanol a partir de biomasa lignocelulósica en cuatro pasos de su producción intervienen microorganismos: en la producción de enzimas celulolíticas, la hidrólisis del material celulósico, la fermentación de hexosas y la de pentosas (Guzmán Morenol, J. ; López-Olmos, K.; Medrano-Santi, M.;Romo-Rodríguez, P. ; Ponce-Noyola, P.;, 2010).
Sin embargo los microorganismos en la producción de etanol son altamente usados, principalmente en la vía fermentativa por su alta productividad en la conversión de azúcares a bioetanol y debido a su gran facilidad de separación después de la fermentación.
Características principales que se deben considerar en la selección de los cultivos microbianosutilizados en la fermentación alcohólica.
Tolerancia al alcohol
La cepa de levadura debe ser capaz de mantenerse activa en condiciones crecientes de concentración alcohólica ya que de esto dependerá el rendimiento del proceso.
Tolerancia a la temperatura
Existen levaduras sensibles a la temperatura, cuando esta se eleva, la productividad puede disminuir; los sistemas de enfriamiento son caros,por lo que hay una razón económica para desarrollar cepas termo tolerantes, que trabajen a temperaturas por encima de 40ºC sin pérdidas en la eficiencia, y que a la vez mantengan la estabilidad genética.
Tolerancia a la alta concentración de azúcares
Trabajar con altas concentraciones de azúcares produce mayor eficiencia y productividad del proceso fermentativo.
Microorganismos más usadosen la producción de etanol
Entre los organismos más usados para la fermentación de etanol se encuentran los siguientes (Carretero Casado, upcommons.upc.edu, 2006):
MICROORGANISMOS | SUSTRATOS FERMENTABLES | CONDICIONES DE FERMENTACIÓN | REFERENCIA |
LEVADURAS |
Saccharomyces cerevisiae | GlucosaFructuosaSacarosaMaltosaMaltotriosaGalactosaManosa1/3 del trisacárido rafinosa |Anaeróbico30-37°CTolerancia de etanol 150g/L | (Valdivieso Ugarte, 2006), (Aycachi Inga, 2009), (Mariscal Moreno, 2011) |
S. ellipsoideus | GlucosaSacarosa Maltosa | Anaeróbico30-37°C | (Carretero Casado, UPCommons, 2008), (Mariscal Moreno, 2011) |
S. anamensisi | GlucosaSacarosa Maltosa | Anaeróbico35-38°C | (O. Grove, 2010) |
Candida pseudotropicalis | GlucosaFructuosaXilosa | 30°C | (Nuñez Guerrero,2007) |
S. carlsbergensis | GlucosaMaltosaSacarosa Galactosa Melibiosa3/3 de rafinosa | Anaeróbico35-38°C | (Carretero Casado, upcommons.upc.edu, 2006) |
Kluyveromyces marxianus | GlucosaSacarosaRafinosaLactosa | Anaeróbico40-45°CpH=2.5-5 | (Mariscal Moreno, 2011), (Padín González, Carmiña; Díaz Fernández, Mario, 2009) |
Candida utilis | Glucosa | 30°C | (Lin, Yan; Tanaka, Shuzo, 2006) |Candida shehatae | GlucosaXilosa | Microaerofílico20-31°C | (Mariscal Moreno, 2011) |
Pichia stipitis | GlucosaXilosa | Microaerofílico26-35°C | (Mariscal Moreno, 2011) |
Schizosaccharomyces pombe | GlucosaFructuosaMaltosaSacarosa | Anaeróbico30-35°C | (Mariscal Moreno, 2011) |
BACTERIAS |
Zymomonas mobilis | GlucosaFructuosaSacarosa | Anaeróbico30°CpH=4 | (Alarcón Elias, 2010),...
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