Evaluación de azúcares reductores y rendimiento de polihidroxibutirato usando Bacillus sp en hidrolizados enzimáticos de peladilla de espárrago

Abstract

La producción de biopolímeros se muestra como una alternativa viable para la sustitución de los plásticos tradicionales que actualmente es uno de los problemas globales importantes. Sin embargo, el reto consiste en buscar nuevas vías y fuentes económicas para la producción de los mismos. En ese sentido, se propuso evaluar la influencia de la concentración de azúcares reductores, obtenidos de la hidrólisis enzimática de peladilla de espárrago, en la producción de polihidroxibutirato a través de una fermentación bacteriana usando Bacillus sp. Para la optimización de las condiciones de pretratamiento se aplicó un diseño de Plackett-Burman y compuesto central para determinar los factores más importantes en la remoción de lignina. Para evaluar la influencia de la concentración de azúcares reductores y dosis de inóculo sobre la producción de PHB se aplicó un diseño experimental del 3*2. Los resultados muestran que las mejores condiciones de pretratamiento de eliminación de lignina se logra usando una concentración de NaOH del 2% en etanol, con un 5% de sólido respecto al líquido, a una temperatura de 93,5 °C y con un tiempo de 5 min en autoclave, mientras que las mejores condiciones de producción de PHB es usando una concentración de azúcares reductores de 15 g/L, con una dosis de inóculo de Bacillus sp de 0,75 g/L alcanzando una producción de 72,11 mg PHB/L y una producción volumétrica de 1 mg PHB/L.h.

The production of biopolymers is shown as a viable alternative for the substitution of traditional plastics, which is currently one of the important global problems. However, the challenge is to find new ways and economic sources for their production. In this sense, it was proposed to evaluate the influence of the concentration of reducing sugars, obtained from the enzymatic hydrolysis of asparagus peel, in the production of polyhydroxybutyrate through a bacterial fermentation using Bacillus sp. For the optimization of the pretreatment conditions, a Plackett- Burman and Central Compound design was applied to determine the most important factors in lignin removal. To evaluate the influence of reducing sugar concentration and microorganism dose on PHB production, an experimental design of 3*2 was applied. The results show that the best pretreatment conditions for lignin removal are achieved using a NaOH concentration of 2% in ethanol, with 5% solid relative to the liquid, at a temperature of 93,5 ° C and with a time of 5 min in an autoclave, while the best PHB production conditions are using a reducing sugar concentration of 15 g / L, with a Bacillus sp dose of 0,75 g / L reaching a production of 72., mg PHB / L and a volumetric production of 1 mg PHB / L.h.