Valorización de digestato como sustrato para la producción de biopesticidas con Bacillus thuringiensis mediante fermentación en estado sólido
Aquesta tesi és part del projecte DECISIVE, finançat pel programa europeu H2020 (acord de subvenció N° 689.229), que té com a objectiu proposar i provar un esquema de gestió descentralitzada per a la valorització dels residus sòlids orgànics municipals. L'objectiu general d'aquesta investi...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2019 |
| País: | España |
| Institución: | CBUC, CESCA |
| Repositorio: | TDR. Tesis Doctorales en Red |
| OAI Identifier: | oai:www.tdx.cat:10803/669776 |
| Acceso en línea: | http://hdl.handle.net/10803/669776 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Fermentació en estat sòlid Fermentación en estado sólido Solid state fermentation Digestat Digestato Digestate Biopesticides Biopesticidas Tecnologies 66 |
| Sumario: | Aquesta tesi és part del projecte DECISIVE, finançat pel programa europeu H2020 (acord de subvenció N° 689.229), que té com a objectiu proposar i provar un esquema de gestió descentralitzada per a la valorització dels residus sòlids orgànics municipals. L'objectiu general d'aquesta investigació és la producció de bioproductes de valor afegit a partir del digestat de fracció orgànica de residus sòlids municipals com a substrat mitjançant l'ús de la fermentació en estat sòlid (FES). El principal bioproducte a explorar és un biopesticida inoculant el digestat amb Bacillus thuringiensis (Bt), conegut per les seves propietats biopesticides. En primer lloc, es van realitzar proves a escala laboratori per comprovar la idoneïtat del digestat per a l'obtenció de diferents bioproductes (cel·lulases, soforolípids, proteases i biopesticides), aconseguint els millors resultats de producció per al biopesticida produït per Bt. Aquests experiments es van realitzar amb digestat estèril i digestat higienitzat, observant que aquest microorganisme era capaç de créixer i esporular utilitzant digestat higienitzat. Posteriorment, es van estudiar un seguit d'estratègies d’operació en reactors aïllats tèrmicament de 10-L amb digestat higienitzat. El procés es va escalar a un reactor de 100-L de llit empacat sense aïllament i amb agitació, observant una esporulació del 89% amb un creixement d'espores 3 vegades més gran que l'inicial, mostrant produccions de biopesticida a partir de Bt. Posteriorment, es va realitzar una comparació entre dues soques de Bt, Bacillus thuringiensis subespècie kurstaki (Btk) i Bacillus thuringiensis subespècie israelensis (Bti). Es va avaluar la diferència de les dues soques a escala laboratori 0.5-L observant els efectes d'esterilització, la higienització i la congelació del digestat en la producció de cèl·lules viables i espores per Btk i Bti. Paral·lelament, es van realitzar proves de conservació, anàlisi microbiològic i bioassaigs del digestat. Amb tots els resultats anteriors, els últims anàlisis realitzats en aquesta tesi van ser l'optimització de l'extracció i caracterització de la toxina produïda per Bt a partir del cristall proteic, concentrat i conservat a través de tècniques com: la disrupció, on es van disminuir les cèl·lules viables i es va incrementar la producció d'espores, desprenent el cristall proteic i la liofilització per conservar el material, on es va observar un 86 i 89% de recuperació de les espores per Btk i Bti. Es va realitzar una purificació del substrat, determinant les proteïnes característiques de Bt amb efecte biopesticida a partir d'una electroforesi. Aquesta tesi és un pas endavant per comprovar les característiques del cristall proteic de Bt amb efecte biopesticida a partir de FES i poder utilitzar el producte final valoritzant així el residu del tractament de la fracció orgànica de residus municipals. |
|---|