Resumen de Optimización del cocultivo de aspergillus niger y saccharomyces cerevisiae para la obtención de etanol a partir de los residuos del procesamiento agroindustrial de la papa (solanum tuberosum)

José A. Morocoima, Annalisse Bertsch, Gabriela Domínguez Vázquez, Claudio Mazzanti, Isabel Díaz

• español

  Se llevó a cabo la caracterización del cocultivo de Aspergillus niger y Saccharomyces cerevisiae para la obtención de etanol a partir de residuos del procesamiento agroindustrial de la papa (Solanum tuberosum). Se utilizó la metodología de superficie de respuesta (MSR) mediante un diseño del compuesto central ortogonal (DCCO), para identificar las mejores condiciones en cuanto a volumen (%) de inóculo de A. niger y de S. cerevisiae, el tiempo para inocular la levadura (h) y la concentración de sustrato (g·l‑1) para la producción de etanol (%p/v). Los resultados obtenidos durante el proceso de fermentación revelaron que el cocultivo degradó 96,2% del almidón en el medio para producir 1,7% p/v de etanol (0,44g etanol/g sustrato), 91,3% del rendimiento teórico máximo. La actividad enzimática en el caldo se incrementó hasta alcanzar un máximo de 39,21UA/ml a las 24h para la amilasa y 2,95UI/ml para la glucoamilasa a las 32h. El análisis de regresión señaló que el parámetro de mayor relevancia fue la concentración de sustrato. Se empleó el análisis Ridge para obtener las siguientes condiciones:

  concentración inicial del sustrato (79,4g·l‑1), tiempo de inoculación de S. cerevisiae (24h), inóculo de A. niger (6%) e inóculo de S. cerevisiae (10%), con lo que se podría obtener 2,76% p/v de etanol.

  La comparación del cocultivo en las condiciones optimizadas y sin optimizar señala que en 56h es posible superar en 41% la concentración de etanol producida originalmente.

• English

  The characterization of coculture of Aspergillus niger and Saccharomyces cerevisiae for ethanol production from agroindustrial residues of potato was carried out. It was used the response surface methodology (SRM) was used, employing a central component orthogonal design (CCOD) to identify the best conditions for the volume (%) of A. niger and S. cerevisiae inocula, the time to inoculate yeast (h) and the substrate concentration (g·l‑1) for the production of ethanol (% w/v). The results obtained during the fermentation process revealed that coculture degraded 96.2% of starch in the medium to produce 1,7% w/v ethanol and 0.44g ethanol/g substrate (91,3% of theoretical maximum yield). The enzyme activity in the culture broth was increased to a maximum of 39.21AU/ml at 24h for amylase and 2.95IU/ml at 32h for glucoamylase.

  Regression analysis indicated that the most important parameter was the concentration of substrate. The Ridge analysis identified as better initial conditions: substrate concentration (79.4g·l‑1), time of inoculation of S. cerevisiae (24h), size of inoculum of A. niger (6%) and inoculum of S. cerevisiae (10%) to obtain 2.76% w/v of ethanol. Comparing the coculture in optimized and non-optimized conditions indicate that it is possible in 56h to obtain 41% more of ethanol than it was originally produced.

• português

  Realizou-se a caracterização do co-cultivo de Aspergillus niger e Saccharomyces cerevisiae para a obtenção de etanol a partir de resíduos do processamento agroindustrial da batata (Solanum tuberosum). Utilizou-se a metodologia de superfície de resposta (MSR) mediante um desenho do composto central ortogonal (DCCO), para identificar as melhores condições quanto a volume (%) de inoculo de A. niger e de S. cerevisiae, o tempo para inocular a levedura (h) e a concentração de substrato (g·l-1) para a produção de etanol (%p/v). Os resultados obtidos durante o processo de fermentação revelaram que o co-cultivo degradou 96,2% do amido no meio para produzir 1,7% p/v de etanol (0,44g etanol/g substrato), 91,3% do rendimento teórico máximo. A atividade enzimática no caldo se incrementou até alcançar um máximo de 39,21UA/ml em 24hs para a amilase e 2,95UI/ml em 32hs para a glucoamilase.

  A análise de regressão mostrou que o parâmetro de maior relevância foi a concentração de substrato. Empregou-se a análise Ridge para obter as seguintes condições: concentração inicial do substrato (79,4g·l-1), tempo de inoculação de S. cerevisiae (24hs), inóculo de A. niger (6%) e inoculo de S. cerevisiae (10%), com o que se poderia obter 2,76% p/v de etanol. A comparação do co-cultivo nas condições otimizadas e sem otimizar mostra que em 56hs é possível superar em 41% a concentração de etanol produzida originalmente.