Bioethanol production by fermentation of hemicellulosic hydrolysates of african palm residues using an adapted strain of scheffersomyces stipitis

Ethanol production using a strain of Scheffersomyces stipitis (Pichia stipitis) adapted to inhibitors of african palm hydrolysates was evaluated. The strain adaptation by cultivations in mediums progressively concentrated with inhibitors after 20 subcultures was achieved. Then the variables orbital agitation, medium volume and inoculum volume were studied for ethanol production, finding that orbital agitation and culture medium volume were significant on maximal ethanol concentration while culture medium volume and inoculum volume were significant on ethanol productivity. Maximal ethanol concentration and yield were 8.48 gl-1 and 0.39 gg-1 achieved with 125 rpm, 6.75x107 cells ml-11 and 140 ml of medium. Maximal ethanol productivity was 0.062 gl-1h-1 achieved with 125 rpm, inoculum of 99.63x107 cells ml-1 and 90 ml of culture medium. Yeast adaptation showed to be and good strategy to produce ethanol from hemicellulosic residues of african palm tree, avoiding the detoxification processes

Cultivo de células vegetales en biorreactores:un sistema potencial para la producción de metabolitos secundarios.

Los cultivos de células vegetales en biorreactores ofrecen un gran potencial para la producción de metabolitos secundarios, con importantes aplicaciones en la industria química, farmacéutica o alimenticia. Estos sistemas permiten controlar mejor la producción, a diferencia de los métodos tradicionales con plantaciones, los cuales presentan variaciones en la calidad y cantidad del producto debido a cambios climatológicos, estacionales, problemas geopolíticos o tenencia del suelo. Esta revisión presenta algunos grupos de metabolitos secundarios de plantas, su utilidad y ejemplos de sustancias con un potencial de producción al nivel comercial en cultivos celulares. Además, se presentan tres tipos de reactores (células en suspensión, células inmovilizadas y biopelículas de células), los problemas asociados con el cultivo de células vegetales y los factores que afectan la producción de los metabolitos secundarios. Los anteriores factores involucran la composición del medio de cultivo (sales inorgánicas, vitaminas, fuente de carbono, hormonas y reguladores de crecimiento), la composición del gas suministrado (oxígeno, bióxido de carbono, etileno), la temperatura, el pH, la radiación luminosa, las características de mezclado, la fase del crecimiento celular, el grado de diferenciación celular y la elicitación (biótica o abiótica). El estudio y la manipulación de los anteriores factores (variables operación) constituyen una etapa determinante para el diseño de un proceso que utilice esta tecnología como método de producción

Establecimiento de un cultivo de celulas en suspensión de eucalyptus cinérea

Se desarrolla un protocolo para la obtención y establecimiento de suspensiones celulares de E. cinerea. La concentración de las hormonas 2,4 D Y BAP tienen un efecto significativo en la formación de callos friables de E. cinerea, obteniendo una respuesta periódica en la formación de callos friables con respecto a la concentración de las hormonas. Puede obtenerse hasta un 90% de formación de callos friables con varias combinaciones hormonales; primero, con concentraciones alrededor de 3,0 mg/L de 2,4 D Y 1,0 mg/L de BAp, y segundo, alrededor de 6,0 mg/L de 2,4 D Y1,0 mg/L de BAP. A partir de los callos anteriores, se obtienen suspensiones celulares con un activo crecimiento celular, con tiempos de duplicación entre cuatro y siete días, y alcanzando densidades celulares de 15 g células secas/L. Las suspensiones de E. cinerea ofrecen una herramienta importante para la propagación de esta especie vía embriogénesis somática, estudio de biorreactores, producción de metabolitos secundarios y procesos de biotransformación.A protocol is developed for obtaining and establishment of E. cinerea cell suspension. The concentration of hormones 2,4 D and BAP have a significant effect in the formation of friable callus of E. cinerea, obtaining a periodic answer in the formation of friable callus with regard to hormones concentration. It can be obtained until 90% of formation of friable callus in several hormone combinations, first with concentrations around 3,0 mg/L of 2,4 D and 1,0 mg/L of BAP; and second, around 6,0 mgIL of 2,4 D and 1,0 mg/L of BAP. Using the last callus, cell suspensions are obtained with an active cellular growth, with times of duplication between 4 and 7 days and obtaining cell densities of 15 g of dry cells/L. The suspensions of E. cinerea offer an important tool for the propagation of this specie by somatic embryogenesis, bioreactors study, production of secondary metabolites and biotransformation processes

Establecimiento de un cultivo de celulas en suspensión de Eucalyptus cinérea

A protocol is developed for obtaining and establishment of E. cinerea cell suspension. The concentration of hormones 2,4 D and BAP have a significant effect in the formation of friable callus of E. cinerea, obtaining a periodic answer in the formation of friable callus with regard to hormones concentration. It can be obtained until 90% of formation of friable callus in several hormone combinations, first with concentrations around 3,0 mg/L of 2,4 D and 1,0 mg/L of BAP; and second, around 6,0 mgIL of 2,4 D and 1,0 mg/L of BAP. Using the last callus, cell suspensions are obtained with an active cellular growth, with times of duplication between 4 and 7 days and obtaining cell densities of 15 g of dry cells/L. The suspensions of E. cinerea offer an important tool for the propagation of this specie by somatic embryogenesis, bioreactors study, production of secondary metabolites and biotransformation processes.Se desarrolla un protocolo para la obtención y establecimiento de suspensiones celulares de E. cinerea. La concentración de las hormonas 2,4 D Y BAP tienen un efecto significativo en la formación de callos friables de E. cinerea, obteniendo una respuesta periódica en la formación de callos friables con respecto a la concentración de las hormonas. Puede obtenerse hasta un 90% de formación de callos friables con varias combinaciones hormonales; primero, con concentraciones alrededor de 3,0 mg/L de 2,4 D Y 1,0 mg/L de BAp, y segundo, alrededor de 6,0 mg/L de 2,4 D Y1,0 mg/L de BAP. A partir de los callos anteriores, se obtienen suspensiones celulares con un activo crecimiento celular, con tiempos de duplicación entre cuatro y siete días, y alcanzando densidades celulares de 15 g células secas/L. Las suspensiones de E. cinerea ofrecen una herramienta importante para la propagación de esta especie vía embriogénesis somática, estudio de biorreactores, producción de metabolitos secundarios y procesos de biotransformación

Optimización multi-objetivo en procesos biotecnológicos : aplicación al cultivo de células vegetales en suspensión de Thevetia peruviana

RESUMEN: La productividad de los bioprocesos es un compromiso entre dos objetivos en conflicto, la maximización de la velocidad de crecimiento de la biomasa y la minimización del consumo de sustrato. En este trabajo, se resuelve un problema de optimización multi-objetivo para mejorar la productividad del cultivo en suspensión de células vegetales de la especie Thevetia peruviana. La solución del problema multi-objetivo permitió determinar las concentraciones iniciales óptimas de sustrato y biomasa para garantizar la máxima productividad. La optimización se lleva a cabo utilizando un modelo mecanistico, que incluye una representación de los procesos intracelulares que tienen lugar en las células vegetales. Las mejores soluciones se eligieron del frente de Pareto teniendo en cuenta el criterio experto. Los resultados indican que se recomienda una concentración inicial de inóculo de 3.91g/L y una concentración inicial de sacarosa de 23.63g/L como condiciones iniciales para obtener una productividad de biomasa de 1.57g/L*día con un consumo aceptable de sacarosa. Se llevó a cabo la validación experimental del óptimo encontrado y la productividad obtenida fue de 1.52g/L usando una concentración de inóculo inicial de 4.27g/L y una concentración inicial de sacarosa de 25.44g/L. Los resultados sugieren que la metodología propuesta puede ampliarse para aumentar la productividad en términos de producción de metabolitos a partir de estos cultivos de células vegetales y otras especies vegetales.ABSTRACT: Bioprocesses productivity is a compromise between two conflicting objectives, maximization of biomass growth rate and minimization of substrate consumption. In this work, a model based multi-objective optimization problem is solved for improving the process productivity in plant cell suspension cultures of Thevetia peruviana. A solution of the multi-objective problem allowed determining the optimal initial concentrations of substrate and biomass for assuring maximal productivity. Model-based optimization is carried out using a mechanistic model, which includes a representation of the intracellular processes taking place on the plant cells. The best solutions were chosen from the Pareto front in agreement with expert criterion. Results indicate that an initial inoculum concentration of 3.91g/L and an initial sucrose concentration of 23.63g/L, are recommended as initial conditions for obtaining a biomass productivity of 1.57g/L*day with an acceptable sucrose uptake. Experimental validation of the optimal found was carried out and the productivity obtained was 1.52g/L using an initial inoculum concentration of 4.27g/L and an initial sucrose concentration of 25.44g/L. Results suggest that the proposed methodology can be extended to increase the productivity in terms of metabolite production from this plant cell cultures and other plant species

Producción biológica de hidrógeno: una aproximación al estado del arte

En este documento se presenta una revisión de información obtenida de la literatura sobre la producción de biohidrógeno, describiendo los fundamentos básicos de los diferentes sistemas de producción biológica, con especial énfasis en la fermentación oscura, la cual ha sido reportada como uno de los métodos más eficientes y viables de producción de hidrógeno a partir de materiales de desecho. Se describe el uso de diversos microorganismos y la manipulación de diferentes variables de proceso para obtener las condiciones que optimicen la producción de hidrógeno. Además, se hace un recuento de los métodos desarrollados para el mejoramiento de la producción y purificación del hidrógeno

Aspectos ingenieriles del cultivo in vitro de células vegetales para la producción de metabolitos secundarios

Las plantas son una fuente importante de metabolitos que han sido usados como medicamentos, pesticidas, saborizantes y fragancias. Con el fin de producir estos compuestos sin necesidad de cultivar la planta completa, se ha propuesto la tecnología de cultivo de sus células in vitro (callos, suspensiones y órganos). En este trabajo se abordan diferentes aspectos ingenieriles del cultivo de células vegetales concernientes a la producción de metabolitos secundarios

Uso alternativo de las frutas en preparación de mostos y fermentos.

El presente trabajo busca establecer una técnica que permita aumentar la vida de anaquel por períodos prolongados de mostos y fermentos obtenidos de pulpas de frutas, para su aprovechamiento en la industria vinícola. Con este fin se realizó el estudio cinético de la fermentación alcohólica de pulpa de guayaba concentrada, aplicando dos tratamientos: mosto fresco y mosto conservado usando una combinación de métodos químicos y deshidratación osmótica. Se realizaron 18 fermentaciones, 9 para cada tratamiento, bajo control automático de las principales variables de operación, en proceso discontinuo y volumen de 12 litros. Se hizo el seguimiento, durante el proceso, de las concentraciones de sustrato, producto y biomasa durante 14 horas de fermentación, manteniendo el mismo valor de pH, concentración inicial de mosto, nutrientes y velocidad de agitación para todas las fermentaciones. Los valores de las variables correspondientes a la máxima productividad de alcohol fueron: temperatura 30°C, concentración inicial de sustrato, medido como azúcares reductores totales ART, 200 g/l y concentración de inóculo de 60 g/l. Dicha productividad máxima fue 7.39 g/l, habiéndose establecido que no existe diferencia estadísticamente significativa entre mosto fresco y mosto conservado

Evaluating beauveria bassiana fungal growth in packed bioreactor

The efficiency of a packed bioreactor for growing Beauveria bassiana was evaluated by using a solid substrate consist-ing of whole wheat as growth source. Temperature and fungal growth were analysed. The parameters used for evaluating the bioreactor were layer thickness, airflow and position inside the bioreactor. Operation time was pre-determined; it was used to study fungal growth parameters and productivity. Using Tukey test and a factorial experimental design such as H/D = 0.9 (H: layer height, D: bioreactor diameter) and 12.3 L/min airflow operating conditions, it was observed that fungal productivity was significantly increased compared with the traditional bottle method on the scale being evaluated. Position was the least significant of those factors studied for improving fungal growth. Key words: solid-state fermentation, biological controlLa evaluación del biorreactor de lecho empacado para el desarrollo del hongo Beauveria bassiana se hizo con base en las variables temperatura y concentración de conidias, utilizando un sustrato sólido constituido por trigo entero. Se tomaron como parámetros de operación, la altura del lecho, el flujo de aire y la posición dentro del biorreactor, siendo el tiempo de fermentación un parámetro predeterminado que permitió monitorear las variables y comparar la productividad en el desarrollo del hongo. Se pudo observar, con ayuda de un diseño de experimentos factorial y una prueba de Tukey, que bajo ciertas condiciones de operación como una relación H/D = 0.9 (H: altura del lecho, D: diametro del biorreactor) y un flujo de aire de 12.3 L/min, se incrementó significativamente la productividad del hongo con respecto al método tradicional de producción (botellas) bajo la escala ensayada, siendo la posición un factor poco significativo en el proceso. Palabras clave: Fermentación en estado sólido, control biológico