Second-generation feedstocks for sustainable sophorolipids production
La recerca de processos sostenibles enfocats a la valorització de residus i la bioeconomia circular per part de la comunitat científica ha promogut el desenvolupament de noves cadenes de valor per a la generació de productes comercialitzables. Dins aquest marc, els soforolípids (SLs), un tipus de te...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Fecha de publicación: | 2024 |
| País: | España |
| Institución: | Universitat Autònoma de Barcelona |
| Repositorio: | Dipòsit Digital de Documents de la UAB |
| Idioma: | inglés |
| OAI Identifier: | oai:ddd.uab.cat:305430 |
| Acceso en línea: | https://ddd.uab.cat/record/305430 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Biosurfactants Biosurfactantes Residus Waste Residuos Fermentació Fermentation Fermentación Ciències Experimentals |
| Sumario: | La recerca de processos sostenibles enfocats a la valorització de residus i la bioeconomia circular per part de la comunitat científica ha promogut el desenvolupament de noves cadenes de valor per a la generació de productes comercialitzables. Dins aquest marc, els soforolípids (SLs), un tipus de tensioactiu microbià produït principalment per Starmerella bombicola, entre altres llevats, presenten característiques respectuoses amb el medi ambient, fet que els converteix en possibles substituts dels surfactants químics. El present treball s'emmarca dins del projecte Surfing Waste el propòsit del qual és la producció de biosurfactants glicolips a partir de residus, una alternativa als surfactants químics en la bioeconomia circular, Ministeri de Ciència i Innovació, (PID2020-114087RB-I00) i representa la continuació de la línia d'investigació per a la producció de SLs mitjançant fermentació en estat sòlid (SSF). Aquesta recerca es va centrar principalment en la SSF i, mitjançant col·laboració internacional amb el Dr. James Winterburn The University of Manchester, es va avaluar també el procés en fermentació submergida (SmF), aportant aquest coneixement al grup. El primer bloc (Capítol 4) d'aquesta investigació es va centrar en optimitzar les fonts de carboni hidrofílic (glucosa) i la font de nitrogen (urea) mitjançant un disseny experimental de tipus Box-Behnken en SSF a escala Erlenmeyer. Posteriorment, es va fer una comparació entre el ràtio optimitzat i el ràtio reportat a la literatura utilitzant reactors de 0,5 L. A partir dels valors optimitzats, es van substituir els substrats purs (glucosa, urea) per residus industrials i municipals. A més de les fonts de nutrients descrites, és essencial una font de carboni hidrofòbic en el procés, per la qual cosa, en el segon bloc (Capítol 5), es va ampliar el rang de residus hidrofòbics utilitzats en la SSF fins al moment en el procés mitjançant la substitució del residu de winterització d'oli de gira-sol (utilitzat pel grup com a residu hidrofòbic model) per tortes de premsat de llavors (subproducte de la indústria de l'oli). Aquests experiments es van realitzar utilitzant reactors de 0,5 L i escalant el procés fins a 22 L, on la torta de premsat de germen de blat de moro i la torta de premsat de colza van mostrar resultats prometedors. A més, es va destacar la relació entre el contingut d'àcids grassos lliures en el residu hidrofòbic i la composició final de l'extracte cru de SLs. El tercer bloc (Capítol 6) es va dur a terme com a part d'una estada internacional, on es va utilitzar la proteasa comercial d'Aspergillus niger per avaluar l'ús d'hidrolitzats de residus agroindustrials com a fonts de nitrogen en SmF. On es van avaluar diferents concentracions de nitrogen i es va escalar la millor combinació d'Erlenmeyer (250 mL) a bioreactor de 2 L, obtenint resultats prometedors amb l'hidrolitzat de blat. A més, al llarg de la tesi es va treballar constantment en la identificació i quantificació de SLs mitjançant tècniques cromatogràfiques (HPLC-UV/HPLC-MS) per aportar precisió als resultats reportats fins al moment, que es basen en l'extracte cru de SLs. Finalment, en el Capítol 7 es planteja una discussió global sobre l'aplicació de residus per a la producció sostenible de SLs, establint un criteri de selecció per al seu ús. A més, es presenta un enfocament innovador on es planteja l'ús de SSF i SmF com a estratègies complementàries amb un mateix objectiu: l'aprofitament absolut del residu i la bioeconomia circular. |
|---|