Aislamiento de Saccharomyces cerevisiae termotolerantes productoras de etanol a partir de crema residual de una Empresa Agroindustrial de Ascope - La Libertad- Perú.
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Date
2019
Authors
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Publisher
Universidad Nacional de Trujillo
Abstract
El uso del etanol por diferentes industrias ha conllevado al incremento de su producción, la que puede ser química o a través de la fermentación de carbohidratos por levaduras, en condiciones anaerobias1. La finalidad de la fermentación alcohólica es lograr la transformación de un mosto azucarado, hasta producto alcohólico, con la presencia de nutrientes, temperatura, pH y acidez óptima2.La rentabilidad de la producción depende de las materias primas utilizadas; en tanto, la producción nacional a nivel industrial está fundamentada en materias primas provenientes de la producción de azúcar2; siendo la principal, la caña de azúcar, ya sea en forma de jugo de caña o como melazas3. También depende de las características metabólicas y fisiológicas del microorganismo utilizado, por tanto seleccionar microorganismos adecuados, permite maximizar la productividad de etanol, tener un mejor control y conocimiento del proceso desarrollado2. Las levaduras son las que se han empleado desde la antigüedad para la producción de etanol 4, generándose interés en las que son capaces de crecer a temperaturas elevadas, levaduras termotolerantes1. Las especies de levaduras con más reportes acerca de termotolerancia son S. cerevisiae y K. marxianus, además de H. polymorpha, P. pastoris y K. fragilis, siendo la más utilizada Saccharomyces cerevisiae, ésta puede ser inducida por exposición a períodos cortos a condiciones estresantes, no letales, como altas temperaturas1. Se recolectaron muestras de crema residual y melaza de una Empresa Agroindustrial ubicada en el Distrito de Ascope, se trasladaron al laboratorio, se acondicionó y se procedió a hacer el aislamiento y purificación de levaduras sometidas a estrés térmico. Luego se procedió con la caracterización morfológica, microscópica y bioquímica, ésta última se realizó por el método automatizado VITEK 2 Compact, por medio de la tarjeta YST, en la cual se identificaron dos cultivos puros de Saccharomyces cerevisiae, ambas con 99% de probabilidad de acuerdo al método mencionado. Además se realizó la evaluación de capacidad fermentativa de los cultivos aislados y la cepa patrón XP, siendo la cepa patrón XP la que obtuvo mayor capacidad fermentativa en 30°C, y los cultivos aislados 1 y 2 en la temperatura de 40° C , esto fue medido desde el inicio de la fermentación, y luego cada 12 horas, por el recuento microscópico de levaduras (biomasa, viabilidad, brotes), cantidad de azucares consumidos con el refractómetro: ° Brix, y la cantidad de % alcohol, por el método del ebullómetro12 y 14. Se concluye que, se aislaron dos cultivos de Saccharomyces cerevisiae termotolerantes productoras de etanol a partir de crema residual de la Empresa Agroindustrial de Ascope- La Libertad- Perú en condiciones de laboratorio, además las temperaturas a las que fueron evaluadas fueron de 30, 40 y 45°C resultando significativamente. La producción de etanol (%) de las levaduras termotolerantes fueron: 2.0667 para el cultivo 1 aislado y 1.7000 para el cultivo 2 aislado en temperatura de termotolerancia de 40°C, además de 1.8667 para el cultivo 1 aislado y 1.5667 para el cultivo 2 aislado a 45°C, también temperatura de termotolerancia.
Description
The use of ethanol by different industries has led to an increase in its production, which can be chemical or through the fermentation of carbohydrates by yeasts, under anaerobic conditions1. The purpose of alcoholic fermentation is to achieve the transformation of a sugary must, to an alcoholic product, with the presence of nutrients, temperature, pH and optimum acidity2. The profitability of the production depends on the raw materials used; meanwhile, the national production at the industrial level is based on raw materials coming from the production of sugar2; the main one being sugar cane, either in the form of cane juice or as molasses3. It also depends on the metabolic and physiological characteristics of the microorganism used, therefore selecting suitable microorganisms, allows to maximize the productivity of ethanol, have a better control and knowledge of the developed process2. Yeasts are those that have been used since antiquity for the production of ethanol 4, generating interest in those that are capable of growing at high temperatures, thermotolerant yeasts1. The yeast species with the most reports on thermotolerance are S. cerevisiae and K. marxianus, in addition to H. polymorpha, P. pastoris and K. fragilis, being the most commonly used Saccharomyces cerevisiae; this can be induced by exposure to short periods of time. Stressful, non-lethal conditions, such as high temperatures1. Samples of residual cream and molasses were collected from an Agroindustrial Company located in the District of Ascope, they were transferred to the laboratory, conditioned and the isolation and purification of yeasts subjected to thermal stress was carried out. Then proceeded with the morphological, microscopic and biochemical characterization, the latter was performed by the automated method VITEK 2 Compact, by means of the YST card, in which two pure cultures of Saccharomyces cerevisiae were identified, both with a 99% probability of according to the mentioned method. In addition, the evaluation of fermentative capacity of the isolated cultures and the XP standard strain was carried out, being the XP standard strain the one that obtained the highest fermentative capacity at 30 ° C, and the isolated cultures 1 and 2 at the temperature of 40 ° C, this was measured from the beginning of the fermentation, and then every 12 hours, by the microscopic count of yeasts (biomass, viability, shoots), amount of sugars consumed with the refractometer: ° Brix, and the amount of% alcohol, by the method of the ebullometer12 and 14. It is concluded that two ethanol-producing thermotolerant cultures of Saccharomyces cerevisiae were isolated from residual cream from the Agroindustrial Company of Ascope-La Libertad-Peru under laboratory conditions, in addition to the temperatures at which they were evaluated of 30, 40 and 45 ° C resulting significantly. The ethanol production (%) of the thermotolerant yeasts were: 2.0667 for the isolated culture 1 and 1.7000 for the cultivation 2 isolated in thermotolerance temperature of 40 ° C, in addition to 1.8667 for the isolated culture 1 and 1.5667 for the isolated culture 2 at 45 ° C, also temperature of thermotolerance.
Keywords
Saccharomyces cerevisiae, fermentación alcohólica, levaduras termotolerantes