Procedimiento de extracción de ácido láctico de un caldo de fermentación microbiana en el Laboratorio de Operaciones Unitarias de la Universidad del Valle de Guatemala.

Abstract

El objetivo general de este trabajo es proponer el método de extracción de ácido láctico de un caldo de fermentación microbiana en el Laboratorio de Operaciones Unitarias de la Universidad del Valle de Guatemala. Para cumplir con este objetivo se evaluaron dos métodos de extracción: extracción líquido-líquido y extracción utilizando lactato de calcio como intermediario. Para llevar a cabo estos procesos se utilizaron tres caldos de fermentación del Trabajo de Graduación “Cinética de reacción para la síntesis fermentativa de ácido láctico usando melaza de caña de azúcar con la utilización de Lactobacillus leichmannii” de Barillas, 2021. Se utilizaron las muestras con concentraciones iniciales de ácido láctico de 0.45 % (m/v), 1.36 % (m/v) y 1.82 % (m/v). Además, se elaboró una solución blanco con concentración inicial de ácido láctico de 3.00 % (m/v) utilizando ácido láctico al 90 % (m/m). Con el método de extracción líquido-líquido se evaluaron siete solventes orgánicos: acetato de etilo, éter dietílico, éter isopropílico, alcohol isoamílico, alcohol isobutílico, 1-butanol y octanol. Se utilizó volúmenes iguales de caldo de fermentación y solvente (25 mL de cada uno) para llevar a cabo la extracción. Las concentraciones fueron determinadas utilizando análisis con HPLC. Para la extracción y purificación con la formación de lactacto de calcio se utilizó 25 mL del caldo de fermentación y soluciones 0.1 M de hidróxido de calcio y 4 M de ácido sulfúrico para controlar el pH de la solución. Adicionalmente, se utilizó carbón activado para filtrar la solución obtenida posterior a la adición de las soluciones de Ca(OH)2 y H2SO4. Se obtuvo una concentración promedio final de ácido láctico de 0.444 ± 8.0 x 10-4 % (m/v) utilizando el método de extracción y purificación con la formación intermedia de lactato de calcio y de 10.626 ± 5.5 x 10-4 % (m/v) utilizando el método de extracción líquido-líquido, utilizando octanol como solvente orgánico de extracción, con el cual se obtuvo la mayor concentración en comparación con los demás solventes evaluados. De acuerdo con estos resultados se concluyó que el mejor método para extraer y purificar ácido láctico es el de extracción líquido-líquido utilizando octanol, en las condiciones evaluadas. Sin embargo, la concentración obtenida es muy baja como para purificar el ácido y evaluar la factibilidad en síntesis de PLA, por lo que se recomienda llevar a cabo la metodología expuesta en este trabajo de graduación con caldos filtrados y centrifugados de fermentación con concentraciones de ácido láctico mucho mayores y entonces determinar la concentración adecuada para utilizar los métodos expuestos. Adicionalmente, se determinó las características fisicoquímicas de los caldos de fermentación analizados, obteniendo un rango de valores de 1.05 – 1.17 g/mL para la densidad, 2.36 – 6.98 cP para la viscosidad, 82.0 – 93.5 °C para el punto de ebullición y 4.32 – 4.83 para el pH. (A)