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Bioproducción de ácido láctico a partir de residuos de cáscara de naranja: Procesos de separación y purificación

Tecnología, Ciencia, Educación 01/2008;
Source: DOAJ

ABSTRACT

El interés social por la conservación del medio ambiente ha resultado en el endurecimiento de legislaciones ambientales y cambios de política fiscal que buscan impulsar a la industria química y reducir su impacto ambiental. Por tal motivo, la utilización de residuos agroindustriales como materia prima de bajo costo, para la obtención de productos químicos finos por biotransformación está ganando interés. Esta opción de transformar desechos en nuevas materias primas se perfila como una opción atractiva para reducir la dependencia del petróleo y, al mismo tiempo, obtener compuestos que son económica o técnicamente inviables de obtener por síntesis química tradicional. El sureste de México es una de las principales regiones productoras de cítricos del país, donde se genera un gran volumen de desechos sólidos de cítricos (cáscara y bagazo). Este desecho proviene de la obtención de jugo de naranja dulce y, normalmente, se manda a tiraderos a suelo abierto, por lo que generan un problema serio de contaminación. Esta situación hace deseable su aprovechamiento para la generación de productos de alto valor agregado como es el ácido L(+) láctico, el cual es utilizado en la industria alimentaria, farmacéutica y cosmética y como materia prima para la síntesis orgánica o la producción de plásticos biodegradables. En esta investigación se propone un proceso para la obtención de ácido láctico a partir de la biotransformación de cáscara y bagazo de naranja en fase sólida con Rhizopus oryzae. Como producto se obtiene un concentrado que cumple con el estándar del Código Químico de Alimentos (FCC, Food Chemical Codex) en grado alimenticio. Se evaluaron tres técnicas de separación sólido-líquido (prensado mecánico, centrifugación y filtración al vacío), al mismo tiempo que se determinó la máxima cantidad necesaria de agua para llevar a cabo la extracción del ácido láctico presente en el sólido biotransformado. Posteriormente, se evaluó la viabilidad técnica de utilizar operaciones de intercambio iónico como pasos intermedios para l

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    ABSTRACT: Background: Lactic acid (LA) is a carboxylic acid widely used as preservative, acidulant, and/or flavouring in food industry; it is also used as a raw material for the production of lactate ester, propylene glycol, 2,3-pentanedione, propanoic acid, acrylic acid and acetaldehyde. In recent years, the demand for LA production has dramatically increased due to its application as a monomer for poly-lactic acid synthesis, a biodegradable polymer used as a plastic in many industrial applications. LA can be produced either by fermentation or chemical synthesis; the former route has received considerable interest, due to environmental concerns and the limited nature of petrochemical feedstocks; thus, 90% of LA produced worldwide is obtained by fermentation, this process comprises the bioconversion of a sugar solution (carbohydrates) into LA in the presence of a microorganism. Objectives: This work is aimed at studying the effect of pH control and culture media composition on the LA production using renewable sources from the agroindustry sector. Methods: A Lactobacillus brevis strain is used to perform lab scale experiments under aerobic and anaerobic conditions, using three different culture media compositions: a high nutritional content medium (MRS), as a reference, a low nutritional content medium with glucose as the only carbon source (GM), and a potential low nutritional content medium with cassava flour as carbon source (HY1). Results: The higher LA production is accomplished under anaerobic conditions, 17.6 ± 0.1, 12.6 ± 0.2 y 13.6 ± 0.2 g LA/L, for MRS, GM and HY1 medium, respectively. The effect of pH on LA biosynthesis in a 5L bioreactor is also studied using the HY1 medium. For a fermentation time of 120 h, the highest LA concentration obtained was 24.3 ± 0.7g LA/L, productivity 0.20 g/L/h, Y P/S 0.32g LA/g syrup, at pH 6.5. Conclusions: These results are comparable with those using expensive carbon sources such as glucose, and show cassava flour as a promising low-cost substrate source for lab and eventually large scale LA biosynthesis.
    Full-text · Article · Dec 2012 · Vitae