Zymomonas mobilis

Zymomonas mobilis

Área de aplicación
En el área industrial
Interviene en la fermentación del vino de palma, de la cerveza chica, así como en la fabricación del vino. Se asegura, además, que participaba en la fabricación de las cervezas auténticas de la antigüedad.

También se ha utilizado para la conservación de jugos extraídos de remolacha y en el tratamiento de desechos de la industriacervecera para uso como alimento en animales de granja (un uso parecido se ha producido con la papa).

Otro uso dado ha sido para la elaboración de cervezas con bajo contenido de alcohol (0,7%), a esta se la llama “cerveza dietética”. También ha sido empleada para desarrollar una nueva tecnología en la producción del “pulque”.

Otra posibilidad de utilización de Z. mobilis es la producción agran escala de etanol. Esto debido a que su rendimiento de conversión es mayor que el de la levadura y a que puede producirlo a una velocidad significativamente más elevada, además, esta bacteriano necesita oxígeno y presenta en general una mejor tolerancia al etanol que la levadura. Como desventajas podríamos apuntar que la cepa necesita de un pH de cultivo más elevado que el de las levaduras, yesto generaría un mayor peligro de contaminación, además, sólo metaboliza un espectro muy reducido de sustratos: glucosa, fructosa y sacarosa. En el futuro todos estos problemas podrán ser salvados gracias al aporte de la Ingeniería Genética y la Biotecnología.

Fermentación por Zymomonas mobilis

La síntesis de etanol por vía microbiana tradicionalmente ha sido llevada a cabo por levaduras,siendo la más utilizada Saccharomyces cerevisiae. Sin embargo, ha sido reportado en la literatura la producción de bioetanol por Zymomonas mobilis bajo diferentes condiciones, resultando en procesos altamente ventajosos comparado con S. Cerevisiae.
Zymomonas mobilis es una bacteria gram negativa, anaerobia facultativa. Se encuentra predominante como parte de la flora natural en fermentación delas savias, por ejemplo el agave, la palma y la caña de azúcar, donde están presentes altas concentraciones de glucosa; así como en las cervezas, peras y las sidras, donde actúa como flora de los desechos (M. Coton, Laplace, Auffray y E. Coton, 2005).
Comparado con S. cerevisiae y otras levaduras, se ha reportado que puede producir etanol con rendimientos hasta cinco veces mayores por la víaEntner-Doudoroff bajo condiciones anaerobias (Tao et al., 2005). Produciendo 1 mol de ATP por mol de glucosa, a diferencia de la vía Embden-Meyerhoff-Parnas en S. cerevisiae, que produce 2 mol de ATP por mol de glucosa, este decremento permite que más energía sea usada para la formación de etanol (Wilkins, 2009; Rogers, Davis, Pearce y Peiris, 2006).
Además, Zymomonas mobilis tiene la capacidad decrecer en un medio con concentraciones de etanol por arriba de 13% (p/v). Esta tolerancia al etanol se debe a la alta cantidad de hopanoides en la membrana citoplasmática (30 mg g-1 de peso seco celular). Sin embargo, su capacidad catabólica se limita a pocos sustratos como la glucosa, fructosa y sacarosa, y este exigente microbio requiere estrictamente el nitrógeno orgánico o medios semidefinidos conminerales.
Dentro de los factores más críticos que contribuyen a un aumento de los rendimientos de producción de etanol por Z. mobilis, se encuentran la concentración de sustrato (sacarosa, glucosa o fructosa), temperatura, velocidad de agitación, pH, concentración de inóculo, tiempo de fermentación, y algunas sustancias nutritivas y compuestos minerales como extracto de levadura, (NH4)2SO4,MgSO4, fosfato monopotasio, FeCl3 (Tripetchkul et al., 2006).
El bioetanol puede ser producido utilizando células libres o inmovilizadas. El uso de estas últimas es ventajoso en comparación con las primeras, debido al incremento en los rendimientos de producción, la facilidad de separación de la masa celular del medio, la reducción del riesgo de contaminación, mayor estabilidad operacional y...