Aplicación de un proceso de Fed-Batch para la bioconversión de gliserol a dihidroxiacetona mediante fermentación con gluconobacter oxydans

Abstract

La producción de biodiesel es una alternativa energética a los combustibles fósiles, que se ha masificado a nivel global y cuyo objetivo es disminuir la contaminación. Durante la producción de este biocombustible es obtenido el glicerol, un subproducto de la reacción de transesterificación a razón de 1Kg/10Kg de biodiesel, lo cual genera grandes cantidades de residuo, ocasionando problemas de acumulación y contaminación. Este glicerol puede ser aprovechado para obtener dihidroxiacetona una sustancia de alto valor agregado, con muchas aplicaciones en la industria alimenticia, estética, farmacéutica y en la industria química como precursora de productos de mayor valor como el ácido láctico, propilenglicol y biopolímeros. El objetivo de este trabajo de investigación, fue la conversión de glicerol a dihidroxiacetona mediante un proceso fermentativo Fed-batch. Fermentaciones anaeróbicas a distintas concentraciones de glicerol de 50g/L y 100g/L se realizaron, utilizando la bacteria Gluconobacter oxydans por su capacidad de oxidar el glicerol y convertirlo en dihidroxiacetona. El tiempo de fermentación fue de 72 horas, pH 5.3, temperatura 30°C y flujo de aireación de 1,66 vvm. Cada fermentación se llevó a cabo durante 3 días, se tomaron muestras del caldo y se realizaron alimentaciones cada 12 horas. A cada muestra se le midió la cantidad de dihidroxiacetona producida y el glicerol consumido usando cromatografía de gases y espectrofotometría UV-VIS, mientras que la biomasa obtenida se midió por espectrofotometría UV-VIS y además, se determinó la variación de pH. El rendimiento producto sustrato para concentraciones de 50g/L y 100g/L fue de 91% y 79% respectivamente, el fenómeno de inhibición por parte del sustrato se vio acentuado, para la concentración de 100 g/l de glicerol. A mayor concentración inicial de glicerol el crecimiento de biomasa es menor, por tanto el rendimiento producto-sustrato disminuye, por lo anterior si se utiliza una cepa nativa es mejor trabajar con concentraciones iniciales menores a 100g/L de glicerol o cercanas a 50g/L.