Producción de ácido 3-hidroxipropiónico a partir de granos gastados de cerveza con una Issatchenkia orientalis...

Área de la Ciencia:

• Biotecnología
• Ingeniería bioquímica
• Microbiología industrial

Sus antecedentes:

• El ácido 3-hidroxipropiónico (3-HP) es un producto químico de plataforma clave con diversas aplicaciones industriales.
• El grano gastado de cerveza (BSG) es un subproducto lignocelulósico abundante y de bajo costo de la elaboración de la cerveza, que representa una materia prima sostenible.
• La conversión eficiente de BSG en productos químicos valiosos como el 3-HP requiere estrategias de pretratamiento y fermentación optimizadas.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar una prueba de concepto para la producción de 3-HP a partir de BSG utilizando un pretratamiento de CaO de un solo recipiente y una cepa de levadura tolerante al ácido.
• Investigar el impacto de varios factores, incluido el tipo de ácido, la fuente de nitrógeno, la adición de NaHCO3 y la desproteinización del GBS, en la producción de 3-HP.
• Establecer un proceso de fermentación robusto para la producción de productos químicos de valor añadido a partir de la biomasa sin suplementación externa de nitrógeno.

Principales métodos:

• Se utilizó un nuevo método de pretratamiento de CaO de un solo recipiente para la hidrólisis de BSG.
• Se utilizó una cepa modificada de Issatchenkia orientalis IoDY01H tolerante al ácido para la fermentación 3-HP.
• Los experimentos de optimización evaluaron diferentes tipos de ácido (H2SO4, H3PO4) para el ajuste del pH, las fuentes de nitrógeno (extracto de levadura-peptona frente al medio sintético completo), la suplementación con NaHCO3 y la desproteinización de BSG.

Principales resultados:

• El extracto de levadura en el medio peptónico aumentó los títulos de 3-HP en un 13,3% en comparación con el medio sintético completo que utiliza azúcares puros.
• La suplementación con NaHCO3 aumentó los títulos de 3-HP a 7,8 g/L en el medio YPDX.
• El H2SO4 para el ajuste del pH en los hidrolizados de BSG produjo un 3-HP (7,4 g/L) más alto que el H3PO4 (6,8 g/L).
• La desproteinización de BSG mejoró significativamente la recuperación de xilosa y dio como resultado el título más alto de 3-HP de 8,7 g/L sin suplementación de nitrógeno.

Conclusiones:

• El estudio demostró con éxito la producción de 3-HP a partir de BSG utilizando un método combinado de pretratamiento y fermentación en un solo recipiente.
• La optimización de las condiciones de pretratamiento, particularmente la desproteinización, y los parámetros de fermentación como el ajuste del pH y la adición de NaHCO3 son cruciales para maximizar el rendimiento de 3-HP.
• El proceso desarrollado ofrece una vía sostenible para la valorización de BSG en productos químicos valiosos, destacando el potencial de fermentación sin nitrógeno.