Evaluación de extractos de enzimas lignocelulolíticas del hongo Trichoderma harzianum en la generación de azúcares fermentables a partir de vaina de frijol.

Abstract

La vaina de frijol es un residuo lignocelulósico que, para aprovechar, es necesario hidrolizar para liberar azúcares fermentables. El objetivo de este estudio fue evaluar extractos de enzimas lignocelulolíticas producidas por el hongo Trichoderma harzianum en una fermentación sumergida usando vaina de frijol como inductor, para la generación de azúcares fermentables a partir de la hidrólisis enzimática de la vaina. Para ello, fue necesario moler la vaina para trabajar con un D70 de 0.828 mm. Luego, se realizó la propagación del hongo para cultivarlo en medios con vaina de frijol. De estos medios se obtuvo extractos enzimáticos cuya actividad se determinó con el ensayo de papel filtro. La mayor actividad se obtuvo con una concentración de vaina de 12.5 ± 0.3 g/L, la cual fue de 0.298 ± 0.037 FPU/mL. Se evaluó la influencia de una hidrólisis alcalina a la vaina en la producción de azúcares tanto en una hidrólisis enzimática como en una sacarificación y fermentación simultánea para la producción de etanol a partir de la vaina. El etanol se cuantificó mediante HPLC. Se observó que este pretratamiento no tiene una influencia significativa, ya que el intervalo de confianza de los azúcares liberados por la vaina con el pretratamiento (3.23 ± 8.92 g/L) y sin él (3.55 ± 7.44 g/L) se traslapan, así como en la producción de etanol, los cuales fueron de 0.056 ± 0.006 y 0.063 ± 0.013 % (m/v) respectivamente. La producción enzimática y la de etanol se realizaron en un biorreactor de 1 L obteniendo un extracto con una actividad de 0.178 ± 0.002 FPU/mL. La concentración de etanol obtenida fue de 1.36 ± 0.48 g/L con un rendimiento respecto al consumo de vaina del 39.3 ± 11.2 %. El rendimiento de la producción de levaduras respecto al sustrato fue mayor, del 69.9 ± 29.5 %. Para futuras investigaciones se recomienda optimizar y estandarizar las condiciones de operación para maximizar el rendimiento, así como utilizar levaduras modificadas que expresen enzimas lignocelulolíticas y que metabolicen pentosas para llevar a cabo un bioproceso consolidado en el que la levadura produzca enzimas para hidrolizar la vaina y que use los azúcares liberados para producir etanol en un solo reactor. (A)