Modificación de sustratos orgánicos por molienda mecánica para la obtención de biomasa de una cepa productora de biohidrógeno

Abstract

En las industrias que utilizan fermentaciones se requieren sustratos orgánicos abundantes con altas concentraciones de carbohidratos y proteínas, de baja demanda y bajos costos. Para la generación de los azúcares reductores, necesarios en los procesos fermentativos a partir de sustratos orgánicos, es indispensable someter a diversos pretratamientos los sustratos; por ejemplo, la hidrólisis ácida o enzimática. Sin embargo, es necesaria la búsqueda permanente de alternativas en los métodos de pretratamiento que permitan minimizar tiempos y costos. En este trabajo se propone el uso de la molienda mecánica de alta energía como un pretratamiento alterno al proceso de hidrólisis para la generación de azúcares reductores a partir de sustratos orgánicos de baja demanda como son betabel (Beta vulgaris ssp. vulgaris) y la yuca (Manihot esculenta). Lo anterior se basó en la hipótesis de que la molienda mecánica genera cambios fisicoquímicos en la estructura de los sustratos orgánicos modificando el contenido de azúcares reductores. Los sustratos tratados fueron caracterizados fisicoquímicamente mediante las técnicas de análisis termogravimétrico, análisis térmico diferencial, calorimetría diferencial de barrido, difracción de rayos X, espectrometría infrarroja, solubilidad, poder de hinchamiento y se determinó la concentración de azúcares reductores mediante la técnica del ácido 3,5-dinitrosalicílico (DNS). Con los sustratos con mayor cantidad de azúcares reductores se realizaron cinéticas de crecimiento de E. coli, en botellas serológicas con medio mineral. Los resultados obtenidos demuestran que la molienda mecánica de alta energía genera cambios en las propiedades fisicoquímicas de los sustratos estudiados, generando cambios en la cristalinidad, solubilidad y concentración de azúcares reductores de las muestras de betabel y yuca a los diferentes tiempos de molienda. Se observó que dichos sustratos favorecen la producción de biomasa de E. coli mostrando un rendimiento mayor al compararlo con el control de 10 g/L de dextrosa en medio mineral. Lo que hace a la yuca y al betabel pretratados con molienda mecánica de alta energía, buenos candidatos para la producción de biohidrógeno.