“La producción de alcoholes por vía fermentativa del 1,3-propanodiol”

“La producción de alcoholes por vía fermentativa del 1,3-propanodiol”

El 1,3-propanodiol (1,3-PD) es un compuesto orgánico bifuncional con  dos grupos hidroxilo y se puede obtener del petróleo o maíz.  

El 1,3-propanodiol es uno de los productos más antiguos de fermentación conocido y es un producto químico a granel prometedora que ha atraído la atención mundial debido a sus enormes aplicaciones en polímeros, cosméticos, alimentos, adhesivos, lubricantes, laminados, solventes, anticongelante y medicamentos (por Colin et al., 2000; Zhu et al., 2002; Cheng et al., 2007; Willke y Vorlop, 2008).

1,3-propanodiol se ha sintetizado principalmente por vía química ya sea desde la acroleína o etileno óxido y las condiciones de reacciones como alta temperatura y presión que a su vez consumen grandes cantidades de energía resultan el alto costo de la producción de 1,3-propanodiol. Por lo tanto, la producción microbiana de 1,3-propanodiol a través de procesos de fermentación es cada vez más una alternativa razonable a el método químico (Anand et al. 2011).

Hay tres rutas industriales para la obtención de 1,3-propanodiol: hidratación de acroleína seguido por hidrogenación, hidroformilación e hidrogenación de óxido de etileno y una ruta fermentativa de glucosa. Sin embargo, en la actualidad sólo la ruta biotecnológica se utiliza para fines comerciales (Jagger,2012).

La producción microbiana de 1,3-propanodiol a partir de glicerol se ha demostrado principalmente por Klebsiella pneumoniae, Citrobacter freundii, Clostridium pasteurianum y  Clostridium butyricum  (Saxena et al.2009). El sustrato natural para la producción microbiana de 1,3-propanodiol es el glicerol. El glicerol se deshidrata por glicerol deshidratasa. El producto de la reacción de deshidratación.

1,3-propanodiol (1,3-PD) es producido por Klebsiella pneumoniae utilizando glicerol crudo obtenido a partir de la producción de biodiesel. (Biebl, 1999).

En la producción de 1,3-propanodiol a partir de glicerol por Clostridium acetobutylicum y otras especies de Clostridium, el glicerol se fermenta con la producción de 1,3-propanodiol como el producto principal de la fermentación por cuatro cepas de Clostridium acetobutylicum, seis de C. butylicum, dos de C. beijerinckii, uno de C. kainantoi, y tres de C. butyricum.

Las mejoras en la producción biológica de 1,3-propanodiol, es un componente clave del negocio de polímeros emergentes. La utilización de genes de cepas naturales que producen 1,3-propanodiol a partir de glicerol, la ingeniería metabólica ha permitido el desarrollo de una cepa recombinante que utiliza la materia prima de coste de glucosa inferior. Este logro es un buen augurio para los futuros esfuerzos de ingeniería metabólica y, en última instancia, para mayor beneficio social obtenido a través de la producción de productos químicos a partir de recursos renovables. (Nakamura, 2003)

(1,3-PD) la producción por fermentación de glicerol fue descrito en 1881. La conversión de glicerol en 1,3-PD se puede llevar a cabo por Clostridia, así como Enterobacteriaceae. La principal intermedia de la vía oxidativa es piruvato, de los cuales produce CO2, H2, acetato, butirato, etanol, butanol y 2,3-butanodiol. Además, se generan lactato y succinato. El rendimiento de 1,3-PD por glicerol se determina por la disponibilidad de NADH2, que se ve afectada principalmente por la distribución del producto (de la vía oxidativa) y depende en primer lugar en el microorganismo utilizado, sino también de las condiciones del proceso (tipo de la fermentación, el exceso de sustrato, diversas inhibiciones). En la última década, la investigación para producir microbiológicamente 1,3-PD se amplió considerablemente el diol se puede utilizar para varios policondensados. En particular, los poliésteres con propiedades útiles se pueden fabricar. Un requisito previo para la fabricación de un poliéster "verde" es una producción más rentable de 1,3-PD, que, en términos prácticos, sólo se puede lograr mediante el uso de un sustrato alternativo, tal como la glucosa en lugar de glicerol. Por lo tanto, se están realizando grandes esfuerzos para combinar la vía de la glucosa en glicerol con éxito con la ruta bacteriana a partir de glicerol en 1,3-PD. Por lo tanto, 1,3-PD puede convertirse en la primera químicos a granel producida por un microorganismo manipulado genéticamente. (Biebl, 1999).

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