Evaluación del rendimiento de etanol producido por Kluyverimycetes marxianus y Saccharomyces cerevisiae a partir de hidrolizados ácidos y enzimáticos de jugo de hojas de henequén (Agave fourcroydes Lem.) [recurso electrónico] / Pablo Andrés Villegas Silva

Tesis (Maestría en Ciencias en Energía Renovable) .-- Centro de Investigación Científica de Yucatán, 2011.

Los biocombustibles como el bioetanol, biodiesel y biogás han adquirido una gran relevancia en el mercado de los carburantes, debido a factores como el alza en los precios del petróleo, el impacto ambiental de los gases de efecto invernadero y el agotamiento de los combustibles fósiles. El etanol es un alcohol que se obtiene por fermentación de azúcares simples o monosacáridos. En la naturaleza los azúcares generalmente constituyen las sustancias de reserva de los tejidos vegetales y forman compuestos complejos como di, tri u oligosacáridos. Actualmente en el mundo existe la tendencia de obtener etanol por fermentación de los azúcares contenidos en productos vegetales; en Brasil se produce a partir de la sacarosa del jugo de la caña de azúcar, y en Estados Unidos a partir del almidón del maíz amarillo. En la península de Yucatán, el henequén ha sido utilizado desde hace siglos para la producción de fibras naturales a partir de sus hojas. Durante el proceso de extracción de la fibra se produce un jugo que contiene altas concentraciones de oligofructanos que se podrían aprovechar para la producción de etanol, y de esta forma utilizar un residuo que actualmente se desecha. El presente estudio tuvo como objetivo determinar el potencial del jugo de henequén obtenido del desfibrado de las hojas como una fuente de carbohidratos simples, para la producción de etanol. La primera fase de esta investigación consistió en la evaluación de diversos métodos para realizar la hidrólisis de los azúcares complejos presentes en el jugo. El mejor tratamiento de hidrólisis termoquímica fue el calentamiento a 100°C del jugo adicionado con ácido sulfúrico (concentración de 1 por ciento v/v) durante 30 min, obteniéndose concentraciones de 73.1 y 53.3 g·L-1 de azúcares totales y reductores, respectivamente. Así mismo, se determinó que el mejor tratamiento de hidrólisis enzimática fue el que se realizó a 60°C, con 5.75 unidades de enzima inulinasa, a un pH de 4.5 y 150 rpm, durante 30 min. Este tratamiento liberó 60.5 y 55.5 g·L-1 de azúcares totales y reductores respectivamente. La segunda fase consistió en la evaluación de las levaduras Sacharomyces cerevisiae y Kluyveromyces marxianus para producir etanol a partir de los hidrolizados. La primera no logró crecer en ningún hidrolizado, esto posiblemente debido a compuestos inhibidores presentes en el jugo, la segunda no presentó complicaciones para crecer en los hidrolizados o en el jugo crudo. En vista de estos resultados la fermentación únicamente se pudo realizar con Kluyveromyces marxianus. La mayor concentración de etanol se obtuvo con la fermentación de los hidrolizados enzimáticos (16.5 g·L-1) obteniendo un rendimiento de 80 por ciento del cálculo teórico. También se determinó que aunque a las 30 h se llega al consumo máximo de azúcares, a las 42 h se alcanza la máxima producción de etanol.