Fermentacion

FERMENTACIÓN DE LOS FRUCTANOS DEL AGAVE TEQUILANA WEBER AZUL POR ZYMOMONAS MOBILIS Y SACCHAROMYCES CEREVISIAE EN LA PRODUCCIÓN DE BIOETANOL.

INTRODUCCIÓN

El incremento en el precio de varios combustibles ha motivado a que científicos e investigadores se den a la búsqueda de fuentes alternas de energía como seria la producción de biocombustibles. Entre los biocombustibles más desarrollados se encuentran el bioetanol y el biodiesel; el bioetanol se obtiene a partir de materias primas ricas en carbohidratos como por ejemplo el maíz, sorgo, caña de azúcar y remolacha.

Debido a que la mayoría de los cultivos que se utilizan para la producción de biocombustibles son empleados para la elaboración de alimentos y todo esto ocasiona una competencia entre los usuarios de los alimentos y los que requieren de estos productos para la elaboración de biocombustibles. Una solución a este problema consiste en utilizar como fuente de carbohidratos fermentables, aquellas materias primas que conforman los residuos agrícolas de los cultivos, pastos, aserrín, así como residuos sólidos de los animales y los desechos industriales.

El Agave tequilana Weber Azul es una planta que requiere de 7 a 10 años para su desarrollo y sus ciclos de cultivo se ven afectados por las condiciones ambientales, por el manejo y diferencias genéticas de las plantaciones.

La planta del agave tequilero está conformada por dos partes principales que son: la cabeza o piña y las hojas. La cabeza es la parte comercial de la planta y se utiliza en el proceso de elaboración del tequila, y las hojas o pencas constituyen los residuos agrícolas del cultivo, que es lo que nos vendría interesando para la elaboración de biocombustible.

Los fructanos contenidos en las bases de las hojas del agave fueron extraídos y utilizados como fuente de carbono para la producción de bioetanol. Se usaron dos microorganismos, el Saccharomyces cerevisiae y Zymomona mobilis. Estos dos microorganismos son capaces de crecer a mayores concentraciones y producir una mayor cantidad de etanol.

MATERIALES Y MÉTODOS

En un cultivo de Agave tequilana Weber Azul localizado en el municipio de Venustiano Carranza, Mich., se cosecharon las plantas. Las hojas fueron separadas y cortadas obteniendo la cabeza o piña, bases y puntas de hojas.

Extracción de los fructanos

Las bases de las hojas del agave fueron lavadas y después fueron cocinadas en autoclave a 100ºC durante 4 horas, a fin de hidrolizar los fructanos y facilitar la extracción del jugo.

Microorganismos empleados

Se utilizó una cepa de la levadura Saccharomyces cerevisiae y una cepa de la bacteria Zymomona mobilis. Ambos microorganismos fueron resembrados mensualmente en placas de agar, con un pH 5 y después de la resiembra, los medios se incubaron a 30ºC/ 24 hrs y posteriormente se almacenaron en refrigeración a 5ºC.

Preparación del medio de fermentación

Se prepararon 10 litros de jugo de agave con diferentes porcentajes en concentración y a cada concentración se le adicionó 1g/L de (NH4)2 SO4 y su pH se ajustó a 5.0 con HCl 0.1M.

Se prepararon dos series de matraces en los que se adicionaron 150 mL de jugo de agave, se taparon con algodón y se esterilizaron en autoclave a 121ºC/15 min. Posteriormente una serie de matraces fue inoculada con la levadura S. cerevisiae y la otra con la bacteria Z. mobilis. Después de la inoculación, los matraces fueron incubados a 30ºC durante 24 horas en la obscuridad y con agitación constante a 100 rpm en un agitador rotatorio.

Análisis estadístico

Se probaron dos diferentes microorganismos etanolgénicos (S. cereviciae y Z. mobilis), la fermentación se llevó a cabo a cuatro diferentes concentraciones de azúcares (10, 15, 20, 25% de concentración) y a 5 diferentes tiempos de

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