Evaluación de la eficiencia de producción del biosurfactante de Acinetobacter bouvetii a partir de diferentes fuentes de carbono hidrofóbicas Público Deposited
Las actividades industriales y agrícolas generan productos y residuos hidrofóbicos de difícil degradación que en contacto con el ambiente generan contaminación. Estas sustancias hidrofóbicas pueden ser utilizadas como fuentes de carbono de bajo costo para producir biosurfactantes. El interés por los biosurfactantes ha ido en aumento debido a: (i) su naturaleza amigable con el ambiente, (ii) su potencial aplicación en las industrias alimentaria, farmacéutica y petrolera así como (iii) en biorremediación de sitios contaminados con compuestos orgánicos hidrofóbicos. En el presente estudio se evaluó el uso de cuatro fuentes de carbono hidrofóbicas para la producción del biosurfactante (BS) de Acinetobacter bouvetii. Para la evaluación se llevó a cabo un estudio de factibilidad técnica y económica. La factibilidad técnica se determinó con base en los siguientes parámetros técnicos de producción del BS: actividad emulsificante máxima (AEmax), máximo crecimiento de A. bouvetii (Xmax), tasa máxima especifica de crecimiento (µmax), duración de fase lag (λ) y cambio en la densidad poblacional (D). Los parámetros técnicos se estimaron a partir de cinéticas de producción de BS en botellas serológicas. Se seleccionó la mejor fuente de carbono (FC) con base en criterios de viabilidad y se realizaron cinéticas de producción en un biorreactor airlift (BAL) con la FC seleccionada para validar los parámetros técnicos estimados en las botellas serológicas. La factibilidad económica se determinó en función de un análisis de costos de producción del BS de A. bouvetii por medio de un modelo matemático. A. bouvetii asimiló aceite de higuerilla (AH), aceite usado de cocina (AUC), aceite lubricante usado (ALU) y petróleo crudo Maya (PCM) como única fuente de carbono y energía. Se observó que la producción del BS estuvo parcialmente ligada al crecimiento de A. bouvetii. Los mejores parámetros técnicos de crecimiento (mayores Xmax, µmax, D y menores λ) se observaron al utilizar AH y AUC como FC, la mayor AEmax se determinó con el BS producido a partir de AUC (9.04±0.46 UE mL-1 ). Se seleccionó el AUC como la mejor FC para la producción del BS de A. bouvetii a partir de criterios de viabilidad generales, económicos y tecnológicos. Los parámetros técnicos (AEmax, Xmax, D y λ) determinados en botella serológica y en BAL no fueron diferentes. El tiempo de cultivo en el BAL disminuyó de 72 a 36 h debido a que la µmax se duplicó (0.42 h-1 ). Se estimó el costo de producción de BS a partir de AUC en 148 USD kg-1 , un costo de producción 1.8 veces menor al BS comercial Emulsan. Por lo anterior, se demostró la factibilidad económica de la producción del BS de A. bouvetii. La principal aportación de este estudio fue demostrar la factibilidad técnica y económica de la producción de biosurfactante de A. bouvetii utilizando fuentes de carbono hidrofóbicas. Así como el estudiar por primera vez el biosurfactante producido por A. bouvetii y determinar que es un bioemulsificante de carácter aniónico. Además, con el modelo matemático propuesto es posible determinar las condiciones necesarias para reducir al mínimo el costo de producción del BS con diferentes FC.
Industrial and agricultural activities generate polluting hydrophobic products and residues hard to be degraded. Such hydrophobic substances can be used as low-cost carbon sources able to produce biosurfactants. Interest in biosurfactants has increased due to: (i) their environmentally friendly nature, (ii) their potential application in the food, pharmaceutical and petroleum industries, as well as (iii) in bioremediation of hydrophobic compounds contaminated sites. In the present study four hydrophobic carbon sources for biosurfactant (BS) production by Acinetobacter bouvetii were evaluated. To achieve the task, a technical and economic feasibility study was developed. The technical feasibility was determined based on the following technical parameters: maximum emulsification activity (AEmax), maximum growth (Xmax), maximum specific growth rate (µmax), lag time (λ) and relative population size (D). Technical parameters were estimated from BS production kinetics in serological bottles. The best carbon source (FC) was selected based on viability criteria. The production kinetic runs were performed in airlift bioreactor (BAL) with the selected carbon source to validate the technical parameters previously estimated. Economic feasibility was determined based on an analysis of BS production costs by means of a mathematical model. A. bouvetii assimilated castor oil (AH), used cooking oil (AUC), used lubricating oil (ALU) and Maya crude oil (PCM) as the sole energy and carbon source. BS production was partially associated to A. bouvetii growth. The best technical parameters of growth (higher Xmax, µmax, D and lower λ) were observed when using AH and AUC as FC. The highest AEmax was determined with BS produced from AUC (9.04±0.46 UE mL-1 ). AUC was selected as the best FC for BS production by A. bouvetii from general, economic and technological viability criteria. Technical parameters (AEmax, Xmax, D and λ) determined in BAL and serological bottles were not different. The cultivation time decreased in BAL from 72 to 36 h because µmax was doubled (0.42 h-1 ). BS production cost from AUC was estimated in 148 USD kg-1 , a production cost 1.8 times less than the commercial BS Emulsan. Therefore, the economic feasibility of BS production by A. bouvetii was demonstrated. The main contribution of this work was developed to prove the technical and economic feasibility of biosurfactant production by A. bouvetii when using hydrophobic carbon sources. Another contribution of this work was identified as the first study of biosurfactant produced by A. bouvetii which was found to be an anionic bioemulsifier. Moreover, with the proposed mathematical model it is possible to determine the necessary conditions to minimize the BS production cost with different FC.
Relaciones
| En Conjunto Administrativo: |
|---|
Descripciones
| Nombre del atributo | Valores |
|---|---|
| Creador | |
| Colaboradores | |
| Tema | |
| Editor | |
| Idioma | |
| Identificador | |
| Palabra Clave | |
| Año de publicación |
|
| Tipo de Recurso | |
| Derechos | |
| División académica | |
| Línea académica | |
| Licencia |
