Fruit-like and rose-like aroma production via solid-state fermentation of sugarcane bagasse
Aquesta tesi es centra en l'avaluació de la fermentació en estat sòlid (FES) de residus agroindustrials, com alternatiu per a la producció d'aromes de valor afegit. Dos grups de compostos han estat considerats com a objectius. Les aromes de fruita, inclosos alguns compostos volàtils com al...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Fecha de publicación: | 2018 |
| País: | España |
| Institución: | Universitat Autònoma de Barcelona |
| Repositorio: | Dipòsit Digital de Documents de la UAB |
| Idioma: | inglés |
| OAI Identifier: | oai:ddd.uab.cat:201520 |
| Acceso en línea: | https://ddd.uab.cat/record/201520 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Fermentació en estat sòlid Perfums Canya de sucre |
| Sumario: | Aquesta tesi es centra en l'avaluació de la fermentació en estat sòlid (FES) de residus agroindustrials, com alternatiu per a la producció d'aromes de valor afegit. Dos grups de compostos han estat considerats com a objectius. Les aromes de fruita, inclosos alguns compostos volàtils com aldehids, cetones, alcohols i èsters. D'aquests, els èsters alifàtics són aquells amb més valor afegit donat el seu particular olor a fruites. El segon grup són els aromes de roses, constituïts pel 2-feniletil alcohol (2-FA) i el 2-feniletil èster (2-FE); compostos utilitzats com a additius gràcies al seu olor a roses. En tots dos casos, l'objectiu ha estat el desenvolupament de bioprocessos basats en l'ús de residus, emprant com el bagàs de canya i les melasses de remolatxa. Amb aquest objectiu, s'ha utilitzat el llevat Generalment Reconeguda com Segur Kluyveromyces marxianus. La bioproducció de les aromes de fruita s'exposen a la primera secció. Aquesta inclou la selecció del substrat, així com l'avaluació preliminar d'algunes de les variables que afecten al procés. Un cop seleccionat el substrat, la producció d'aquests compostos ha estat avaluada a escala laboratori en bioreactors de 0.5L operats en discontinu. D'aquest apartat es pot indicar que el procés es veu significativament afectat per la temperatura i el cabal d'aire. Es va trobar que la màxima producció de volàtils (incloses totes les espècies quantificades) va ser de 161 mgVol per gram de substrat inicial en base seca (gST), a 40°C, 0.14 Lh-1g-1ST i addicionant un 35% de melasses. D'altra banda, la màxima producció d'èsters va ser obtinguda a 30°C, 0.11 Lh-1g-1ST i addicionant un 25% de melasses, aconseguint-se 47 mgEstg-1ST. Finalment, partint de l'optimització del procés a escala laboratori, el procés va ser avaluat a escales superiors (4.5 i 22L). En aquest cas, l'estudi s'ha enfocat en l'efecte que tenen les estratègies d'operació sobre l'acompliment global del procés. Així, la FES en discontinu s'ha comparat amb el procés emprant barrejat intermitent i operant en fed-batch. Aquesta última estratègia ha resultat ser una eina que afecta positivament la selectivitat cap als èsters, millorant al mateix temps alguns dels índexs de rendiment que descriuen el procés. La bioproducció d'aromes de rosa per FES és el objectiu de la segona secció. Inicialment s'ha fet l'avaluació de la FES en condicions estèrils en bioreactors de 0.5L. En aquest cas, es va desenvolupar un estudi inicial sobre les variables d'operació que afecten el procés, així com de diverses estratègies per millorar la producció. Es va trobar que la producció de 2-FA i 2-FE està associada amb l'activitat microbiològica del K. marxianus, i per tant, allargar aquesta activitat resulta en un factor decisiu per millorar la producció. En aquest sentit, l'addició de fonts addicionals de carboni, o l'ús de fed-batch han resultat ser alternatives eficients per millorar la producció de 2-FA i 2-FE. Partint dels resultats a escala laboratori, el procés va ser estudiat a escales més grans (1.6 i 22L) retirant algunes de les limitacions associades als processos a aquesta escala, com el control de temperatura i l'esterilització dels substrats. L'anàlisi d'aquesta part s'ha enfocat a l'ús d'estratègies d'operació com a eines per millorar l'acompliment global del procés. Així, la fermentació en discontinu ha estat contrastada amb la FES per fed-batch i la discontinua seqüencial. En aquest cas, la producció assolida en el procés en discontinu (17 mg2-FA+2-FE per gram de substrat inicial sec) va ser millorada a l'implementar les estratègies alternatives, aconseguint-se 19.2 mg2-FA+2-FEg-1ST al cas del fed-batch. De manera global, els resultats presentats constitueixen un pas endavant en el desenvolupament de la FES com a alternativa per produir aromes com a compostos de valor afegit a partir de residus agroindustrials. |
|---|