Influencia del medio fermentativo en el consumo de xilosa por Candida intermedia a partir de hidrolizados de bagacillo de caña de azúcar
DOI:
https://doi.org/10.17268/manglar.2021.036Resumen
El bagazo de la caña de azúcar es materia prima para la obtención diversos compuestos como la xilosa, la cual ha tomado mucha importancia en la industria alimentaria, farmacéutica y odontológica. Ante la necesidad de investigar la vía biotecnológica de conversión, se propuso como objetivo evaluar la influencia del medio fermentativo en el consumo de xilosa por Candida intermedia a partir de hidrolizados de bagacillo de caña de azúcar. La fase experimental incluyó el aislamiento, purificación e identificación molecular de Candida Intermedia. Para la obtención de azúcares fermentables se aplicó hidrolisis ácida con H2SO4, mientras que, en el proceso de fermentación, se evaluó el efecto del pH y de la temperatura. El seguimiento de producción de xilitol y consumo de xilosa se realizó mediante la cromatografía liquida de alta eficiencia con detector UV. Los resultados mostraron que, las mejores condiciones de fermentación para el consumo de xilosa suceden a pH 6 y a temperatura de 24 °C, logrando reducciones desde 27,88 g/L a 1,64 g/L por Candida intermedia. Se recomienda profundizar en el estudio de la optimización de las condiciones de consumo de xilosa que afectan su biotransformación en xilitol.
Citas
Amaguaya, L., & Bastidas, V. (2020). Determinación de la cinética química del proceso de obtención de furfural mediante la hidrólisis ácida de los residuos lignocelulósicos "Saccharum officinarum". (Tesis pregrado). Universidad de Guayaquil. Ecuador.
Beltrán, L., Hernández, S., Maldonado, I., Reyes, C, Contreras, I., & Castro, C. (2020). Valorisation of agroindustrial residues acid hydrolyzates as carbon sources for ethanol production by native yeast strains with different fermentative capabilities. Revista de Ciencias Biológicas y de la Salud, 22(2), 78-87.
Bardales, C., Ruiz, C., & León, C. (2015). Evaluación de los principales residuos lignocelulósicos agroindustriales del Departamento La Libertad, Perú como potenciales materias primas para la obtención de bioetanol. Arnaldoa, 22(1), 225-232.
Campo, Y., Clemencia, D., & Ibarra, E. (2018). Aprovecha-miento de la cascarilla de arroz para la obtención del xilitol con pretratamiento con ultrasonido. Revista Distancia al Día, 7(1), 41-45.
Carvalho, W., Silva, S., Santos, J., & Converti, A. (2003). Xilitol production by ca-alginate entrappede cells: comparison of different fermentation systems. Enzyme and MicrobialTechnology, 32, 553-559.
Castro, P. (2020). Estudio de la producción de xilitol a partir de residuos de fruta: experimentos preliminares y revisión de literatura. (tesis pregrado). Universidad de Los Andes. Colombia.
Chávez, T., & Quezada, M. (2019). Influencia de la concentración de ácido sulfúrico y el tiempo en hidrólisis de peladilla de espárrago (Asparagus officinalis L.) y brácteas de alcachofa (Cynara scolymus L.) para obtención de xilosa. (Tesis pregrado). Universidad Nacional de Trujillo. Perú.
Cerioni, J., Nichio, N., & Santori, G. (2019). Producción de xilitol a partir de la hidrogenación de xilosa en fase acuosa con catalizadores de níquel. 5° Jornada ITE. Facultad de Ingenieria. Universidad Nacional de La Plata.
De la Riva, G., Colli, J., & Juárez, E. (2015). Clonación y caracterización del gen codificador del transportador de xylose de Debranomyces hansenii en E.coli. Revista Ciencias Naturales y Agropecuarias, 2(4), 561-567.
Demichelis, P. (2018). Selección de levaduras productoras de etanol y xilitol a partir de hidrolizado de eucalipto. (tesis pregrado). Universidad de la República de Uruguay. Montevideo, Uruguay.
Diaz, D. (2020). Ingeniería metabólica para la producción de biolípidos a partir de residuos industriales ricos en xilosa en Ashbya gossypii. (Tesis posgrado). Universidad de Salamanca, España.
Flores, E., Guadalupe, M., & Villasis, M. (2017). El protocolo de investigación VI: cómo elegir la prueba estadística adecuada. Estadística inferencial. Revista Alergia México, 64(3), 364-370.
Galindo, H. (2020). Estadística para no estadísticos: una guía básica sobre la metodología cuantitativa de trabajos académicos. Editorial 3Ciencias. Alcoy, España.
García, J., & Quinteros, O. (2020). Caracterización del bagazo de caña de azúcar de variedades del ingenio azucarero Tababuela para bioenergía. (Tesis pregrado). Universidad Técnica del Norte. Ecuador.
Geijer, C., Faria, F., Moreno, A., Stenberg, S., Mazurkewich, S., & Olsson, L. (2020). Genomic and transcriptomic analysis of Candida intermedia reveals the genetic determinants for its xylose-converting capacity. Biotechnol Biofuels, 13, 48.
González, J., & Barbosa, E. (2018). Estudio de la obtención de carbón sulfonado y producción preliminar de furfural a partir de soluciones de xilosa. (Tesis pregrado). Universidad de Bogóta Jorge Tadeo Lozano. Colombia.
Guerra, L., Zuorro, A., Rosselló, C., & González, E. (2019). Liberación de xilosa y hemicelulosas en pretratamientos al bagazo de caña con empleo de ácido cítrico. Centro azúcar, 46(2), 1-10.
Ledezma, E., Ruíz, R., Bustos, G., Montes, N., Roa, V., & Rodríguez, G. (2018). Producción de xilitol a partir de hidrolizados ácidos no detoxificados de bagazo de sorgo por Debaryomyces hansenii. Agrociencia, 52, 1095-1106.
Manzoor, A., Zia-Ullah, K., Hussain, A., Uzma, S., Qurat-ul-Ain, S., & Baig, S. (2012), Diluted sulfuric acid: a cheap acid for optimization of bagasse pretreatment. Science Interna-tional (Lahore), 24 (1), 41-45.
Martínez, E., Villareal, L., Almeida e Silva, J., Solenzal, A., Canilha, L., & Mussatto, S. (2002). Uso de diferentes materias primas para la producción biotecnológica de xilitol. Ciencia y Tecnología Alimentaria, 3(5), 295-301.
Morales, M., Mesa, L., Ley, N., De Armas, A., Acosta, D., Gonzáles, E. (2021). Estudios previo inversionistas para la producción de furfural-etanol y tableros a partir de bagazo de caña de azúcar. Revista ION, 34(2):17-29.
Morales, M., & Yumbillo, D. (2020). Determinación de la eficiencia del proceso de purificación de hidrolizados de la biomasa residual del bagazo de caña de azúcar. (Tesis pregrado). Universidad de Guayaquil. Ecuador.
Morales, L., Castillo, O., Acosta, R., Garza, E., & Rodríguez, G. (2018). Aprovechamiento de bagazo de caña de azúcar para obtención de furfura. Inventio, La génesis de la cultura universitaria en Morelos, 34(1), 39-43.
Moreno, A., Carbone, A., Pavone, R., Olsson, L., & Geijer, C. (2019). Evolutionary engineered Candida intermedia exhibits improved xylose utilization and robustness to lignocellulose-derived inhibitors and ethanol. Appl Microbiol Biotechnol ,103, 1405-1416.
Moreno, A., Tellgren, C., Soler, L., Dainat, J., Olsson, L., & Geijer, C. (2017). Complete Genome Sequences of the Xylose-Fermenting Candida intermedia Strains CBS 141442 and PYCC 4715. Genome Announc, 5(14), e00138-17.
Parejas, A. (2019). Procesos de revalorización catalizada de xilosa vía furfural sobre sistemas basados en MgO, ZrO2 y TiO2. (Tesis posgrado). Universidad de Córdoba, Argentina.
Ramírez, A., Rojas, O., Álvaro, P., & Vega, J. (2012). Obtención de xilosa a partir de desechos lignocelulósicos de la producción y proceso industrial de la piña (Ananas comusus). Uniciencia, 26, 75-89.
Rangel, E., Guzmán, F., Gómez, J., & Aguilar, M. (2009). Establecimiento de las condiciones de hidrólisis del bagazo de caña para la obtención máxima de xilosa y mínima de inhibidores. XIII Congreso Nacional de Biotecnología y Bioingeniería.
Reyes, J., Quintana, P., Coronado, C., & Castro, A. (2016). Simulación del proceso de producción de bioetanol a partir de la mezcla glucosa/xilosa incluyendo los efectos de temperatura, pH y concentración de azúcares. Revista Mexicana de Ingeniería Química, 15(1), 1-9.
Roca, W. (2016). Caracterización de variedad caña de azúcar (Saccharum officinarum L.) en los componentes estruc-turales agronómicos para la producción biotecnológica de alimento animal en la fabricación de Saccharina rustica como suplemento alimenticio en el Cantón Junín, Ecuador. (Tesis pregrado). Universidad de Guayaquil, Ecuador.
Rodríguez, T. (2007). Evaluación de la producción de xilitol a nivel piloto, por vía fermentativa a partir de xilosa comercial. Tesis para adoptar la Licenciatura de Tecnología en Alimentos. Universidad de Costa Rica. San José, Costa Rica.
Sheldon, M. (2007). Introducción a la estadística. Editorial Reverte. Barcelona, España.
Sun, S., Sun, S., Cao, X., & Sun, R. (2016). The role of pretreatment in improving the enzymatic hydrolysis of lignocellulosic materials. Bioresource Technology, 199, 49-58.
Olazábal, R., Suárez, E., Sánchez, A., Valdés, J., & Martínez, A. (2015). D-Xilosa y Glucosa a partir de residuos de la Industria Azucarera. Revista Científica de la UCSA, 2(2), 6-22
Vallejos, M., & Area, M. (2017). Chapter 12 - xylitol as bioproduct from the agro and forest biorefinery. Food Bioconversion, 2017, 411- 432.
Velázquez, L., López, L., Bolaños, E., & Illescas, O. (2020). Simulación dinámica del proceso de remoción de hemicelulosa y producción de xilosa a partir de residuos agroindustriales. XLI Encuentro Nacional de la Academia Mexicana de Investigación y Docencia en Ingeniería Química A.C.
Villarreal, M., Prata, A., Felipe, M., & Silva, J. (2006). Detoxification procedures of eucalyptus hemicellulose hydrolysate for xylitol production by Candida guilliermondii. Enzyme Microb. Technol., 40, 17-24.
Wu, J., Hu, J., Zhao, S., He, M., Hu, G., Ge, X., & Peng, N. (2018). Single-cell Protein and Xylitol Production by a Novel Yeast Strain Candida intermedia FL023 from Lignocellulosic Hydrolysates and Xylose. Applied Biochemistry and Biotechnology, 185, 163-178.
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