Evaluación de los exopolisacáridos producidos por una cepa nativa de cianobacteria Nostoc sp. Como sustrato en la producción de bioetanol (2012)
La inminente necesidad de buscar fuentes energéticas alternativas a los combustibles fósiles ha impulsado el desarrollo de nuevas tecnologías de producción energética, entre ellas el bioetanol. Éste biocombustible es producido principalmente utilizando como materia prima grandes cultivos de maíz y caña de azúcar, lo que ha generado controversia frente al uso de recursos apropiados para la producción de alimentos. En éste trabajo se estudió la microalga Nostoc sp. LAUN015 como fuente alternativa de azúcares fermentables para la producción de bioetanol. Se analizó la morfología, composición y crecimiento del alga, encontrándose que en medio BG11 líquido, fotoperiodo 18:6 horas luz/oscuridad e intensidad lumínica de 250lux, almacena cerca del 50% del peso seco total como carbohidratos. Una vez realizada la extracción y caracterización físico-química de los polisacáridos extracelulares, se halló que el 32% de los carbohidratos corresponden a glucosa y el porcentaje restante a los azúcares arabinosa, manosa, xilosa y galactosa. Adicionalmente, se estudió la influencia de la temperatura y porcentaje de ácido sulfúrico sobre la hidrólisis del polisacárido, variando estos parámetros entre 95°C y 125°C y entre 1%v/v y 5%v/v respectivamente. Las mejores condiciones encontradas para la hidrólisis fueron 125°C y 5%v/v de ácido, a estas condiciones se determinó la cinética de hidrólisis. Por último se empleó el hidrolizado de la biomasa de microalga como sustrato para la fermentación a etanol con la levadura S. cerevisiae, obteniéndose un rendimiento de producción de 0.525 g etanol/g glucosa, consumo de 72.9% de la glucosa presente y del 20.8% del carbohidratos totales y rendimiento respecto a biomasa consumida de 0.054 g etanol/g biomasa. / Abstract: The world energy crisis due to the depletion of fossil fuels has driven the necessity of developing alternative energy sources functional and with lesser environmental impact. One of the new technologies is bioethanol; this biofuel is produced mainly by extensive crops of sugar cane and corn, which has generated a debate about its sustainability and the use of fertile lands to produce energy instead of food. As an alternative, this work analyses the use of the microalgae Nostoc sp. LAUN015 as a source of fermentable carbohydrates to be employed in bioethanol production. Algae's morphology, compositions and growth were studied giving as a result that 50% of the total dry weight are carbohydrates. The extracellular polysaccharide was extracted and characterized physically and chemically, showing presence of five sugar moieties: arabinose, galactose, xylose, mannose and glucose, the last one represents near to the 32% of total sugars. The polysaccharide was hydrolyzed studying the influence of temperature and acid percentage, and reaction's kinetic was determined. Finally, the hydrolyzed microalgae biomass was employed as substrate for ethanolic fermentation giving a yield of 0,525 g etanol/g glucose, with a consumption of the 72.9% of the glucose and 72.9% of the total carbohydrates as well as a biomass yield of 0.054g ethanol/g of biomass.