Revalorización de descartes agroindustriales. Desarrollo de nuevos biocatalizadores inmovilizados para reaccciones de interés industrial

Abstract

En el presente trabajo de tesis se investiga la posibilidad de revalorizar algunos desechos provenientes de la agroindustria. La primera estrategia a analizar fue la producción de bioetanol de segunda generación a partir de los azúcares fermentables provenientes de los residuos de zanahoria, utilizando como biocatalizador levaduras de origen comercial y descartadas por la industria cervecera; inmovilizadas sobre desechos de hueso bovino. Se evaluaron dos tipos de soportes: hueso bovino sin tratamiento térmico y calcinado a diferentes temperaturas, resultando ser el primero el adecuado. La presencia de colágeno brinda resistencia mecánica al soporte, permitiendo su utilización en sistemas agitados. Las levaduras de origen comercial se adhirieron al soporte propuesto formando biofilms bajo una concentración de 2,4x108 células gramo de soporte -1. El biocatalizador obtenido mantuvo su actividad durante 11 ciclos consecutivos de reacción. El material propuesto pudo ser regenerado, sin producirse cambios en su estructura. La segunda estrategia estudiada se basa en la inmovilización la lipasa recombinante de Rhizopus oryzae expresada en Pichia pastoris (rROL) sobre hueso bovino para obtener biocatalizadores capaces de transformar aceites en biodiesel. En este caso el hueso calcinado a 600°C resultó ser el material óptimo. Para los estudios de adsorción los datos se ajustaron utilizado la isoterma de Langmuir. Las enzimas se dispusieron sobre el soporte formando una monocapa de capacidad igual a 35 UA mg-1. Las actividades de los biocatalizadores se probaron en la reacción de transesterificación del aceite de oliva. La conversión a metilésteres alcanzada fue de 49,6% luego de 6 adiciones metanol.

In this study the possibility of valuing some discards from the agroindustry is evaluated. The first strategy to be analyzed was the production of second generation bioethanol from fermentable sugars of carrot discards, employing yeasts commercial and discarded by the brewing industry as biocatalyst; immobilized on discards of bovine bone. Two types of supports were evaluated: bovine bone without thermal treatment and calcined at different temperatures, being the first option the most suitable. The collagen present in the samples gives resistance to its structure allowing its use in agitated systems. The commercial yeast adsorbed to the proposed support by forming biofilms under a concentration of 2.4x108 cells. gr of support -1. The obtained biocatalyst maintained its activity through 11 consecutive cycles of reaction. The proposed material could be regenerated after its use, without changes in its structure. The second strategy studied is based on the immobilization of the recombinant lipase of Rhizopus oryzae expressed in Pichia pastoris (rROL) on bovine bone to obtain biocatalysts that allows the transformation of oils into biodiesel. In this case the bone calcined at 600 ° C was the optimum material. For the equilibrium adsorption studies, the Langmuir isotherm was used to fit the data results. The immobilization occurs in monolayer to a value of 35 UA mg-1. The activities of biocatalysts were tested in transesterification reaction of olive oil. For the enzyme load used in the test, a final yield percentage of 49.6 was achieved after six methanol additions