Jugo de Sandía: una promisoria material prima, diluyente y suplemento de nitrógeno para la producción del biocombustible etanol
Autores: Wayne W Fish*, Benny D Bruton and Vincent M Russo
*USDA-ARS, South Central Agricultural Research Laboratory, Lane, OK, USA
Publicado en: Biotechnology for Biofuels , 2:18: 2009
Año de publicación: 2009
Introducción: Dos factores económicos hacen que la sandía sea digna de consideración como materia prima para la producción de etanol como biocombustible. En primer lugar, anualmente se descarta aproximadamente 20% de cada cosecha de la sandía en el campo debido a que poseen manchas superficiales o deformaciones; actualmente representa una pérdida económica para los cultivadores. Segundo, los valores nutracéuticos del licopeno y L-citrulina obtenidos de la sandía hacen que la misma pueda ser utilizada como materia prima para extraer e industrializar éstos compuestos. El procesamiento de las sandías para producir licopeno y L-citrulina, arroja como desecho el jugo de las mismas en una proporción de 500 Litros/tonelada de sandía. Dado que el jugo de la sandía contiene 7 a 10% (w/v) de azúcares directamente fermentables y 15 a 35 mol/ml de aminoácidos libres, investigamos su potencial como materia prima, diluyente y suplemento de nitrógeno en las fermentaciones para producir el bioetanol.
Resultados: El jugo de sandía completo y el jugo sin cromoplastos (licopeno), pero con los aminoácidos libres, fueron fácilmente fermentables como materia prima sola o como diluyente, como complemento de materia prima y como suplemento de nitrógeno para azúcar granulada o melazas. Se necesita nivel mínimo de ~400 mg N/L (~15 mol/ml de nitrógeno aminado) en el jugo de la sandía lograr se requirió la fermentación máxima tasa cuando era empleado como única fuente de nitrógeno para la fermentación. La fermentación a pH 5 produjo la proporción más alta de fermentación para el sistema de levadura eso era empleado. El jugo de la sandía utilizando como diluyente, suplemento de materia prima y fuente de nitrógeno para la fermentación de azúcar procesado o melazas permitió la fermentación completa de hasta el 25% (w/v) de la concentración de azúcar a pH 3 (0.41 a 0.46 g etanol por g de azucar) o hasta 35% (w/v) de la concentración de azúcar a pH 5 con una conversión a 0.36 a 0.41g de etanol por g de azúcar.
Conclusión: Aunque el jugo de sandía debería ser concentrado 2.5 a 3 veces para servir como materia prima única para la producción del biocombustibles etanol, los resultados de esta investigación indican que jugo de la sandía, ya sea como jugo entero fermentado como material de desecho de la producción nutracéutica, podría integrarse fácilmente con otras materias primas más concentradas dónde podría servir como diluyente, materia prima de suplemento y suplemento de nitrógeno.
jueves, 24 de marzo de 2011
Biocombustibles: Producción de etanol a partir de caña de azucar. Metodologia
Metodología para utilizar CO2 como agente impregnante en el pretratamiento de vapor del bagazo y hojas de caña de azúcar para la producción de etanol
Autores: Viridiana Ferreira-Leitão1, Clarissa Cruz Perrone1, Joice Rodrigues1, Ana Paula Machado Franke1, Stefano Macrelli2 y Guido Zacchi*2
1National Institute of Technology, MCT, Rio de Janeiro, Brazil and 2Chemical Engineering, Department of Chemical Engineering Lund University, Lund, Sweden
2 Chemical Engineering, Department of Chemical Engineering Lund University, Lund, Sweden
Publicado en: Biotechnology for Biofuels, 3:7. 2010
Año de publicación: 2010
RESUMEN
Antecedentes: Se estudiaron las condiciones para el pretratamiento con vapor del bagazo y hojas de caña de azúcar usando CO2 como agente impregnante. Se investigaron las siguientes condiciones: tiempo (5 a 15 min) y temperatura (190 a 220°C). El pretratamiento se evaluó en términos de rendimientos de glucosa y el xilosa después de la hidrólisis enzimática y formación de los inhibidores (furfural y hidroximetilfurfural) en el pretratamiento. Se tomaron como referencia los resultados del pretratamiento con SO2 como agente impregnante
Resultados: El mayor rendimiento de glucosa se obtuvo a partir del bagazo de caña de azúcar, (86,6% del teórico) después del pretratamiento a 205°C durante 15 min. Para el caso de las hojas de caña de azúcar el mayor rendimiento de glucosa (97,2% del teórico) se obtuvo después del pretratamiento a 220°C durante 5 min. El pretratamiento de referencia, con S02 como impregnante se realizó a 190°C durante 5 min y produjo un rendimiento de glucosa total de 79,7% y 91,9% para el bagazo y hojas, respectivamente.
Conclusiones: Con C02 se obtuvo un rendimiento en el pretratamiento comparable al rendimiento con S02, pero fueron necesarias temperaturas y presiones más elevadas. Los resultados son promisorios ya que algunas características del C02 son muy atractivas, tales como la elevada disponibilidad, menor costo, baja toxicidad, baja corrosividad y bajo riesgo laboral.
Autores: Viridiana Ferreira-Leitão1, Clarissa Cruz Perrone1, Joice Rodrigues1, Ana Paula Machado Franke1, Stefano Macrelli2 y Guido Zacchi*2
1National Institute of Technology, MCT, Rio de Janeiro, Brazil and 2Chemical Engineering, Department of Chemical Engineering Lund University, Lund, Sweden
2 Chemical Engineering, Department of Chemical Engineering Lund University, Lund, Sweden
Publicado en: Biotechnology for Biofuels, 3:7. 2010
Año de publicación: 2010
RESUMEN
Antecedentes: Se estudiaron las condiciones para el pretratamiento con vapor del bagazo y hojas de caña de azúcar usando CO2 como agente impregnante. Se investigaron las siguientes condiciones: tiempo (5 a 15 min) y temperatura (190 a 220°C). El pretratamiento se evaluó en términos de rendimientos de glucosa y el xilosa después de la hidrólisis enzimática y formación de los inhibidores (furfural y hidroximetilfurfural) en el pretratamiento. Se tomaron como referencia los resultados del pretratamiento con SO2 como agente impregnante
Resultados: El mayor rendimiento de glucosa se obtuvo a partir del bagazo de caña de azúcar, (86,6% del teórico) después del pretratamiento a 205°C durante 15 min. Para el caso de las hojas de caña de azúcar el mayor rendimiento de glucosa (97,2% del teórico) se obtuvo después del pretratamiento a 220°C durante 5 min. El pretratamiento de referencia, con S02 como impregnante se realizó a 190°C durante 5 min y produjo un rendimiento de glucosa total de 79,7% y 91,9% para el bagazo y hojas, respectivamente.
Conclusiones: Con C02 se obtuvo un rendimiento en el pretratamiento comparable al rendimiento con S02, pero fueron necesarias temperaturas y presiones más elevadas. Los resultados son promisorios ya que algunas características del C02 son muy atractivas, tales como la elevada disponibilidad, menor costo, baja toxicidad, baja corrosividad y bajo riesgo laboral.
Biocombustibles: Transesterificación de aceite de Jathropa
Transesterificación enzimática del aceite de Jatropa
Autores: Annapurna Kumari, Paramita Mahapatra, Vijay Kumar Garlapati and Rintu Banerjee*
Agricultural and Food Engineering Department, Indian Institute of Technology, Kharagpur, West Bengal 721302, India
Publicado en: Biotechnology for Biofuels. 2:1. 2009
Año de publicación: 2009
RESUMEN
Introducción: Se realizó la transesterificación del aceite de Jatropa en t-butanol como solvente utilizando una lipasa de Enterobacter aerogenes inmovilizada. La presencia de t-butanol redujo significativamente los efectos negativos del metanol y del glicerol. En este trabajo se estudiaron los efectos de diferentes parámetros de la transesterificación del aceite de Jatropa.
Resultados: El rendimiento máximo de biodisel fue 94% (de los cuales se alcanzó una conversión de 68% con respecto al metil oleato) con una relación molar aceite:metanol de 1:4; 50U de lipasa inmovilizada /g de aceite, y una relación de volumen t-butanol: aceite de 0,8:1 a 55ºC luego de 48 hs de tiempo de reacción. Hubo una pérdida despreciable de actividad de la lipasa, incluso después del uso repetido durante 7 ciclos.
Conclusión: Según nuestros conocimientos, este es el primer informe sobre la síntesis de biodiesel utilizando una lipasa inmovilizada de E. aerogenes
Novedoso trabajo de investigación de un grupo de científicos de India, donde combinan la tecnología del uso de microorganismos para producir biocombustibles, en este caso diesel a partir de aceite de Jatropha
Autores: Annapurna Kumari, Paramita Mahapatra, Vijay Kumar Garlapati and Rintu Banerjee*
Agricultural and Food Engineering Department, Indian Institute of Technology, Kharagpur, West Bengal 721302, India
Publicado en: Biotechnology for Biofuels. 2:1. 2009
Año de publicación: 2009
RESUMEN
Introducción: Se realizó la transesterificación del aceite de Jatropa en t-butanol como solvente utilizando una lipasa de Enterobacter aerogenes inmovilizada. La presencia de t-butanol redujo significativamente los efectos negativos del metanol y del glicerol. En este trabajo se estudiaron los efectos de diferentes parámetros de la transesterificación del aceite de Jatropa.
Resultados: El rendimiento máximo de biodisel fue 94% (de los cuales se alcanzó una conversión de 68% con respecto al metil oleato) con una relación molar aceite:metanol de 1:4; 50U de lipasa inmovilizada /g de aceite, y una relación de volumen t-butanol: aceite de 0,8:1 a 55ºC luego de 48 hs de tiempo de reacción. Hubo una pérdida despreciable de actividad de la lipasa, incluso después del uso repetido durante 7 ciclos.
Conclusión: Según nuestros conocimientos, este es el primer informe sobre la síntesis de biodiesel utilizando una lipasa inmovilizada de E. aerogenes
Novedoso trabajo de investigación de un grupo de científicos de India, donde combinan la tecnología del uso de microorganismos para producir biocombustibles, en este caso diesel a partir de aceite de Jatropha
Microbología de suelo: Efectos de salinidad secundaria sobre la microflora del suelo
Efectos de la salinidad secundaria sobre la biomasa microbiana del suelo
Autores: Dilfuza Egamberdieva 1, Giancarlo Renella2, Stephan Wirth3 y Rafiq Islam4
1 Department of Biotechnology, Faculty of Biology and Soil Sciences, National University of Uzbekistan, Tashkent 100174, Uzbekistan
2 Department of Plant Nutrition and Soil Science, University of Florence, Florence, Italy
3 Leibniz Centre for Agricultural Landscape Research, Institute of Landscape Matter Dynamics, Müncheberg, Germany
4 Soil and Water Resources, Ohio State University South Centers, Piketon, OH, USA
Publicado en: Biol Fertil Soils 46:445–449. (2010)
Año de Publicación: 2010
Resumen
La salinización secundaria de los suelos es un gran problema en la agricultura bajo irrigación. Estudiamos los efectos de la salinidad inducida por la irrigación sobre la biomasa microbiana de suelos con monocultivo tradicional de algodón (Gossypium hirsutum L.) en el distrito de Sayhunobod de la provincia de Syr-Darya al noroeste de Uzbekistan.
Se recolectaron muestras compuestas por duplicado a 0-30 cm de profundidad de suelos levemente salinos (2.3± 0.3 dS m−1), moderadamente salinos (5.6±0.6 dS m−1), y fuertemente salinos (7.1±0.6 dS m−1); las muestras fueron pasadas por un tamiz de 2mm y fueron analizadas para determinar el pH, conductividad eléctrica, C total, C orgánico (Corg) y carbono extraíble, N y P total, iones intercambiables (Ca+2, Mg+2, K+, Na+, Cl- y CO3-2 ) y biomasa microbiana (Cmic). Las concentraciones de Na+ y Cl- fueron 36-80% más altas en los suelos fuertemente salinos en comparación con los suelos levemente salinos. La concentración de Corg disminuyó un 10% y Cext disminuyó 40% a medida que se incrementaba la salinidad del suelo, mientras que la disminución en Cmic varió en el rango de 18-42% y el porcentaje de Corg presente como Cmic varió en un rango de 8%-26%. Concluimos que la salinidad secundaria inducida por la irrigación afecta de manera significativa las propiedades químicas del suelo y el tamaño de la microflora del suelo.
Palabras claves: Iones asociados a la salinidad, fracciones de Carbono, Biomasa microbiana, Algodón, Uzbekistan.
Autores: Dilfuza Egamberdieva 1, Giancarlo Renella2, Stephan Wirth3 y Rafiq Islam4
1 Department of Biotechnology, Faculty of Biology and Soil Sciences, National University of Uzbekistan, Tashkent 100174, Uzbekistan
2 Department of Plant Nutrition and Soil Science, University of Florence, Florence, Italy
3 Leibniz Centre for Agricultural Landscape Research, Institute of Landscape Matter Dynamics, Müncheberg, Germany
4 Soil and Water Resources, Ohio State University South Centers, Piketon, OH, USA
Publicado en: Biol Fertil Soils 46:445–449. (2010)
Año de Publicación: 2010
Resumen
La salinización secundaria de los suelos es un gran problema en la agricultura bajo irrigación. Estudiamos los efectos de la salinidad inducida por la irrigación sobre la biomasa microbiana de suelos con monocultivo tradicional de algodón (Gossypium hirsutum L.) en el distrito de Sayhunobod de la provincia de Syr-Darya al noroeste de Uzbekistan.
Se recolectaron muestras compuestas por duplicado a 0-30 cm de profundidad de suelos levemente salinos (2.3± 0.3 dS m−1), moderadamente salinos (5.6±0.6 dS m−1), y fuertemente salinos (7.1±0.6 dS m−1); las muestras fueron pasadas por un tamiz de 2mm y fueron analizadas para determinar el pH, conductividad eléctrica, C total, C orgánico (Corg) y carbono extraíble, N y P total, iones intercambiables (Ca+2, Mg+2, K+, Na+, Cl- y CO3-2 ) y biomasa microbiana (Cmic). Las concentraciones de Na+ y Cl- fueron 36-80% más altas en los suelos fuertemente salinos en comparación con los suelos levemente salinos. La concentración de Corg disminuyó un 10% y Cext disminuyó 40% a medida que se incrementaba la salinidad del suelo, mientras que la disminución en Cmic varió en el rango de 18-42% y el porcentaje de Corg presente como Cmic varió en un rango de 8%-26%. Concluimos que la salinidad secundaria inducida por la irrigación afecta de manera significativa las propiedades químicas del suelo y el tamaño de la microflora del suelo.
Palabras claves: Iones asociados a la salinidad, fracciones de Carbono, Biomasa microbiana, Algodón, Uzbekistan.
Inoculantes: Alivio del estrés por sequia mediante inoculación con Pseudomonas
Alivio de los efectos del estrés por sequía en plántulas de girasol por medio de la cepa GAP-P45 de Pseudomonas putida productora de exopolisacáridos
Autores: V. Sandhya & Ali SK. Z. &Minakshi Grover & Gopal Reddy & B. Venkateswarlu
Publicado en Biol Fertil Soils: 46:17–26 (2009)
Año de Publicación: 2009
Resumen
La producción de exopolisacáridos (EPS) puede ser utilizada como criterio de selección de microorganismos tolerantes a estrés. En este estudio, aislamos pseudomonas fluorescentes productoras de EPS a partir de alfisoles, vertisoles, inseptisoles, oxisoles y aridisoles de diferentes regiones de la india en las cuales se cultiva mijo. Estos aislamientos fueron analizados in Vitro con respecto a su tolerancia a la sequía en caldo tripticasa soja suplementado con diferentes concentraciones de polietilenglicol (PEG 6000). De un total de 81 aislamientos, 26 podían tolerar el nivel de estrés máximo (-0,73MPa) y fueron monitoreados para analizar la cantidad de EPS producido en condiciones de máximo estrés hídrico. La cepa GAP-P45 aislada a partir de un alfisol de la rizósfera de girasol, presentó el mayor nivel de producción de EPS en condiciones de estrés hídrico, y fue identificada como Pseudomona pútida mediante análisis de la secuencia de 16S rDNA, y a continuación fue utilizada como tratamiento para semillas con el fin de determinar su capacidad de aliviar los efectos del estrés por sequía en plántulas de girasol. La inoculación de Pseudomonas sp. Cepa GAP-P45 aumentó la supervivencia, biomasa y la relación suelo adherido/tamaño de raíz de plántulas de girasol sometidas a estrés por sequía. Las bacterias inoculadas pudieron colonizar de manera eficiente el suelo adherido a la raíz y el rizoplano y aumentar el porcentaje de agregados estables en el suelo. Estudios con microscopio electrónico de barrido revelaron la formación de biofilms de bacterias inoculadas en la superficie de las raíces y esto, junto con una mejor estructura de suelo, podría haber protegido a las plantas frente al estrés hídrico.
Palabras claves: Pseudomona putida GAP-P45; exopolisacáridos, estrés por sequía, estabilidad de los agregados del suelo, biofilm
Entre otros, el trabajo en su sección de materiales y métodos describe el aislamiento y screening de las cepas, crecimiento de las mismas en condiciones de estrés hídrico. Caracterización bioquímica y molecular y propiedades de promoción del crecimiento vegetal de la cepa GAP-P45. Extracción y purificación de polisacáridos, hidrólisis de los mismos para realizar cromatografía en capa delgada. Crecimiento de la planta en condiciones de estrés por sequía. Determinación en cosecha de RAS; índice RAS/RT, y estabilidad en agua de los agregados, enumeración de bacterias en la rizósfera, colonización y formación de biofilms por GAP-P45
Autores: V. Sandhya & Ali SK. Z. &Minakshi Grover & Gopal Reddy & B. Venkateswarlu
Publicado en Biol Fertil Soils: 46:17–26 (2009)
Año de Publicación: 2009
Resumen
La producción de exopolisacáridos (EPS) puede ser utilizada como criterio de selección de microorganismos tolerantes a estrés. En este estudio, aislamos pseudomonas fluorescentes productoras de EPS a partir de alfisoles, vertisoles, inseptisoles, oxisoles y aridisoles de diferentes regiones de la india en las cuales se cultiva mijo. Estos aislamientos fueron analizados in Vitro con respecto a su tolerancia a la sequía en caldo tripticasa soja suplementado con diferentes concentraciones de polietilenglicol (PEG 6000). De un total de 81 aislamientos, 26 podían tolerar el nivel de estrés máximo (-0,73MPa) y fueron monitoreados para analizar la cantidad de EPS producido en condiciones de máximo estrés hídrico. La cepa GAP-P45 aislada a partir de un alfisol de la rizósfera de girasol, presentó el mayor nivel de producción de EPS en condiciones de estrés hídrico, y fue identificada como Pseudomona pútida mediante análisis de la secuencia de 16S rDNA, y a continuación fue utilizada como tratamiento para semillas con el fin de determinar su capacidad de aliviar los efectos del estrés por sequía en plántulas de girasol. La inoculación de Pseudomonas sp. Cepa GAP-P45 aumentó la supervivencia, biomasa y la relación suelo adherido/tamaño de raíz de plántulas de girasol sometidas a estrés por sequía. Las bacterias inoculadas pudieron colonizar de manera eficiente el suelo adherido a la raíz y el rizoplano y aumentar el porcentaje de agregados estables en el suelo. Estudios con microscopio electrónico de barrido revelaron la formación de biofilms de bacterias inoculadas en la superficie de las raíces y esto, junto con una mejor estructura de suelo, podría haber protegido a las plantas frente al estrés hídrico.
Palabras claves: Pseudomona putida GAP-P45; exopolisacáridos, estrés por sequía, estabilidad de los agregados del suelo, biofilm
Entre otros, el trabajo en su sección de materiales y métodos describe el aislamiento y screening de las cepas, crecimiento de las mismas en condiciones de estrés hídrico. Caracterización bioquímica y molecular y propiedades de promoción del crecimiento vegetal de la cepa GAP-P45. Extracción y purificación de polisacáridos, hidrólisis de los mismos para realizar cromatografía en capa delgada. Crecimiento de la planta en condiciones de estrés por sequía. Determinación en cosecha de RAS; índice RAS/RT, y estabilidad en agua de los agregados, enumeración de bacterias en la rizósfera, colonización y formación de biofilms por GAP-P45
Suscribirse a:
Entradas (Atom)