Nuevos materiales poliméricos derivados de fuentes renovables = New Polymeric Materials derived from renewable sources

En las últimas décadas se ha trabajado sobre el concepto de la Biomásica como alternativa de la Petroquímica. Existe un creciente interés en el uso de materiales renovables para energía y nuevos materiales. En este trabajo se estudió la síntesis de nuevos materiales poliméricos derivados de materiales renovables, especialmente lignina, por acción de sistemas enzimáticos oxidativos derivados de G. trabeum y P. ostreatus. El propósito fue la optimización y modelización de la producción de enzimas por fermentación semisólida. Se estudió la actividad en ligninas kraft y organosolv y se observó disminución del peso molecular e incremento de los grupos carboxilo. Se concluye que para los dos hongos el origen de la lignina es irrelevante. Sin embargo, aparecen diferencias cuando se utilizan compuestos modelo de lignina. Se ha observado diferente crecimiento y aparición de sistemas enzimáticos, responsables del peso molecular y el grado de oxidación de los grupos funcionales. Se considera que la producción estandarizada de enzimas favorecerá en el futuro su uso industrial de “unidades definidas” o “bloques”. En trabajos futuros se estudiará la cinética de producción

Biosíntesis de dextranos de alto peso molecular mediante la inoculación con Leuconostoc Mesenteroides, var. Mesenteroides (atcc 10830) de jugos residuales de la agroindustria de la piña: síntesis y caracterización de hierro-dextranos = Biosynthesis of high molecular weight dextrans by inoculation with Leuconostoc mesenteroides, var. mesenteroides (ATCC 10830) residual juice from pineapple agroindustry: synthesis and characterization of iron-dextrans

En este trabajo se muestran los estudios realizados para obtener dextranos a partir de desechos de la agroindustria de piña. La fermentación se llevó a cabo en un biorreactor (10 L), se inoculó con un cultivo de Leuconostoc mesenteroides, var. mesenteroides (ATCC 10830). Se centrifugó y se precipitó y purificó con etanol. Fue caracterizado por medio de viscosidad, peso molecular y grupos funcionales por espectroscopía infrarroja. Este dextrano fue tratado con el fin de obtener hierro-dextranos

Bioinfo_eXtrema : un enfoque bioinformático para integrar información ambiental, bioquímica y genómica, enfocado en bioprospección y selección de consorcios de microorganismos con aplicaciones en biorremediación

La identificación de componentes funcionales clave para diversos bioprocesos de interés industrial ha permitido seleccionar aislamientos adaptados a condiciones ambientales extremas en tres especies de hongos del género Penicillium. Dichos aislamientos fueron evaluados in vitro para caracterizar su potencial como componentes de un consorcio microbiano aplicable en biorremediación de efluentes industriales que contienen residuos lignocelulósicos. Los resultados de la anotación de secuencias genómicas disponibles para una de las especies identificadas apuntan a la existencia de genes con alta similaridad respecto a los existentes en diversos hongos considerados como referencia en materia de degradación de lignina en ambientes naturales. Las anotaciones funcionales propuestas a partir de secuencias accesibles –identificadas a través de la base de datos Fungal Oxidative Lignin Enzymes– podrían contrastarse con los resultados experimentales para cepas creciendo en diferentes medios con lignina, representando ambientes industriales extremos. Mediante este trabajo se propone el ensamblado de Bioinfo_eXtrema como parte de un enfoque bioinformático centrado en la selección de consorcios de extremófilos para aplicaciones en biotecnología industrial, combinando diversas técnicas de minería de datos –integradas a través del Waikato Environment for Knowledge Analysis– para facilitar la integración de información molecular disponible e indicadores funcionales relevantes para aplicaciones en biorremediación

Sensibilidad a antibióticos, actividad antibacteriana frente a patógenos y fermentaciones ácido lácticas de una cepa nativa de Lactobacillus paracasei de origen humano

El objetivo de este trabajo fue caracterizar una cepa nativa de Lactobacillus paracasei aislada en el Departamento de Bioprocesos y Biotecnología del Laboratorio Tecnológico del Uruguay (LATU). Se realizaron fermentaciones ácido lácticas (FAL) en leche, a los efectos de determinar las características de crecimiento de la cepa. Se evaluaron tres cinéticas en las FAL: los ácidos orgánicos determinados por titulación en leche, la acidificación del medio a lo largo de las fermentaciones por medidas directas de pH sobre el medio y la biomasa producida en 10 ml de cultivo. Asimismo, se evaluó la actividad antimicrobiana frente a un patógeno gastro intestinal como Salmonella sp. por análisis de discos impregnados con diferentes concentraciones del probiótico. También se determinó la sensibilidad a dicloxacilina y penicilina por medio de un antibiograma modificado. La cepa exhibió buen crecimiento en leche, con curvas de crecimiento típicas de bacterias lácticas. Se detectaron los halos de inhibición del crecimiento de Salmonella sp. dependiendo de la concentración bacteriana. Fueron obtenidas las curvas de inhibición del crecimiento bacteriano en función de las concentraciones de antibiótico. En conclusión, esta cepa de Lactobacillus paracasei aislada de materia fecal humana es un prometedor candidato a ser usado en la preparación de productos probióticos

Evaluación de residuos de la industria forestal por un sistema de FSS de presacarificación con fines a la producción de alcohol

Con este trabajo se pretende colaborar en el desarrollo de la tecnología para la transformación de materiales lignocelulósicos en bioetanol mediante un proceso eficiente y económicamente rentable que facilite su implementación a nivel industrial. En un sistema de fermentación sólida se trataron residuos de la industria forestal mediante un procedimiento en dos etapas.Primero se inoculó el material con microorganismos que presentan actividad ligninolítica (Tramentes versicolor y Pleurotusostreatus) y luego con microorganismos con actividad celulolítica (Trichoderma reesei). Para evaluar los resultados se determinó el contenido de azúcares fermentables, donde pudo observarse que las muestras tratadas con hongos mostraron un mayor contenido al ser comparadas con muestras sin tratar. Otros parámetros evaluados fueron el ADF y el NDF, los cuales descendieron en el material tratado, manifestando una probable predigestión. Se realizaron medidas de absorbancia a longitudes de onda entre 200nm y 400nm para evaluar los productos de degradación de lignina, observándose un aumento en las muestras tratadas. Para evaluar la efectividad del tratamiento se realizaron sacarificaciones enzimáticas sobre el material tratado y el material sin tratar, determinándose luego por DNS los azúcares reductores obtenidos. El resultado determinó que con el tratamiento se obtuvo un aumento en los azúcares del 45 %. El aumento en los rendimientos obtenidos permite considerar su utilización como metodología de presacarificación de bajo costo. Se considera promisoria la aplicabilidad del proceso y debido a la variabilidad obtenida se seguirá trabajando en su optimización. Abstract This work intends to collaborate in the development of the technology needed to transform lignocellulosic materials into bioethanol through a process that is both eficient and profitable so it can be deployed in the industry. In a system of solid fermentation, waste from the forestry industry was treated in a two stage process. At first, the material was inoculated with microorganisms that present ligninolytic activity (Tramentes versicolor y Pleurotus ostreatus) and then with microorganisms with cellulolytic activity (Trichoderma reesei). To assess the results, the fermentable sugars content was determined, and the samples treated with fungi showed a higher content than the untreated ones. Other parameters took into consideration where the ADF and the NDF, which were lower in the treated material, showing a plausible predigestion. Some measures of absorbance at wavelengths in between 200nm and 400nm were made to assess the products from the lignine degradation and it showed an increase in the treated samples. To assess the effectiveness of the treatment, enzymatic sacarifications were done on both treated and untreated material and the reductor sugars were later measured through DNS. As a result, an increase of 45 % was found in the treated samples. The high performances obtained allows us to consider it as a low cost presacarification methodology. The applicability of the process appears to be promising and because of the high variability of the results there will be further work done in its optimization

Implementación de una línea de evaluación para subproductos agroindustriales como sustrato para la producción de bioetanol. Presacarificación-sacarificación/fermentación simultánea

El estudio de vías alternativas con mayores rendimientos y bajos costos es en estos días el foco de estudio en el tema Bioetanol, por tal motivo, en el presente trabajo se utilizaron dos cepas de hongos filamentosos; Trichoderma harzianum y Pleurotus ostreatus, actuando en diferentes sustratos residuales; orujo de uva, aserrín y torta de girasol provenientes de diferentes industrias nacionales, con el fin de establecer un sistema de evaluación de procesos conjuntos para la producción de alcohol a partir de microorganismos lignocelulósicos. En el diseño de estudio se contemplan la realización de una Presacarificación, con el objetivo de predigerir los sustratos, de forma de homogeneizar los diferentes sustratos acortando de esta forma las etapas posteriores; una Sacarificación enzimática utilizando el extracto de celulasas fúngicas obtenidas por Fermentación semi sólida en el proceso de Presacarificación; y un proceso de Fermentación, el cual involucra un microorganismo termoestable; Kluyveromyces marxianus (NRRL Y-665), de tal forma que permita reunir los procesos de Sacarificación y Fermentación en forma simultánea. De acuerdo a los resultados obtenidos podemos establecer que el sistema empleado de FSS previa presacarificación es un buen sistema para la producción de azúcares fermentables y alcohol. Los estudios comparativos realizados con diferentes sustratos demuestran que cuando el soporte es orujo de uva o torta de girasol, se utiliza un mayor porcentaje de los azúcares fermentables disponibles, aproximadamente un 50%. Los productos de degradación, resultado de la presacarificación, pueden afectar al microorganismo y actuar como potenciales inhibidores de la fermentación, por lo que es crítico realizar estudios que determinen estos productos de degradación y los mecanismos para su reducción. Podemos concluir que el sistema utilizado es efectivo para el almacenamiento de la biomasa en forma estable en el mismo proceso de presacarificación. Abstract The study of alternative routes with better efficiency and low costs is the focus of study in Bioethanol nowadays. For this reason, in this paper we use two kind of filamentous fungi; Trichoderma harzianum and Pleurotus ostreatus, cultivating them in different kind of residual sustrates; as grape pomace, sawdast and sunflower cake provided by national industries, to establish an evaluation system for the the alcohol production process by lignocellulitic microorganisms. In this study, we contemplate three assays; a Presaccharification assay to reduce the saccharification time by predigesting the substrates; an enzymatic saccharification assay using the cellulases produced by the semi solid fermentation of the presaccharification process, and a fermentation assay which involved a thermostable microorganism; Kluyveromyces marxianus (NRRL Y-665) for a simultaneous Saccharification and Fermentation assay. From the results we could conclude that the system used is suitable for the production of reducing sugars and alcohol. Comparative studies using different substrates demonstrate that there is a great use of reducing sugars when the matrix is grape pomace or sunflower cake, roughly a 50%. The subproducts from presaccharification can affect the microorganisms and act as inhibitors of the process, which makes critical the study of this degradation products and how to reduce them . Finally, we can conclude that this system is effective for biomass storage in a stable way and in the same presaccharification process

Viabilidad del uso de suero de quesería como base del medio de cultivo de la cepa nativa probiótica Lactobacillus paracasei HA9-2

El suero de quesería constituye un importante residuo de la industria láctea en Uruguay, por lo cual es importante encontrar alternativas viables para su uso. En este trabajo se evaluó el suero de queso como base para el desarrollo de un medio de cultivo de la cepa probiótica nativa Lactobacillus paracasei HA9-2. Se ensayaron diferentes concentraciones de carbohidratos y se evaluaron los efectos del agregado de sales como sulfato de magnesio y manganeso, una fuente de nitrógeno y del prebiótico comercial goma de acacia. A efectos comparativos se realizaron cultivos en MRS, medio específi co para bacterias lácticas. Los resultados obtenidos indican que el suero de queso con una concentración de carbohidratos de 70 g/l es un medio óptimo para el desarrollo de esta cepa. Tanto el agregado de sales como de fuente de nitrógeno y prebiótico producen mejoras importantes en la biomasa. Pero en el balance de costos realizado, al comparar la formulación del medio con el incremento de la biomasa producida, se concluye que el suero de queso como único componente es el óptimo para el cultivo de la cepa probiótica HA9-2. Asimismo, se probó el efecto prebiótico de la goma de acacia sobre esta cepa. Abstract The cheese whey is an important residue of the dairy industry in Uruguay, so it is necessary to fi nd new viable alternatives for its use. We evaluated the cheese whey as a base for the development of a probiotic native Lactobacillus paracasei HA9-2 strain culture media. Several carbohydrate concentrations, salt effects as magnesium sulfate and manganese sulfate, a nitrogen source and a commercial prebiotic addition as acacia rubber were assayed. Comparative assays in lactic bacteria commercial media known as MRS were made. The results indicate that the cheese whey with 70 g/l of carbohydrates is an ideal media for the strain development. The salt addition as well as the nitrogen source and commercial prebiotic addition improve and increase the biomass. Finally, if we analyze the costs balance, and we compare the costs of the media and the increase of the biomass, we can conclude that the cheese whey is the best for the HA9-2 probiotic strain as the only component of the media. The acacia rubber prebiotic effect on this strain was also tested

Biodegradation pretreatment of wood of E. grandis, E. dunnii, and E. benthamii to work in biorefinery processes

Nowadays, there is a great interest in using lignocellulosic materials as substrate for the production of biorefi nery products. Eucalypti are good options to use as crops to obtain different kinds of biofuels and derivatives, since their plantations show high adaptation potential to soil and weather conditions in Uruguay. The basic process steps involved in the obtainment of biorefi nery materials are: pretreatment, hydrolysis, fermentation and products separation. As delignifi cation is an important process to obtain biorefi nery products, in this context the evaluation of the biological (BT) and hydrothermal (TT) pretreatment of different species of Eucaliptus was studied. The possibility of obtaining sugars, alcohols and organic acids was the main focus. The results of these investigations show a good production of reducing sugars (4-5 mg/mL for both BT and TT pretreatments), acetic acid (3-8 mg/mL for BT and 3-7 mg/mL for TT) and isopropanol (18-48 mg/mL for BT and 20-30 mg/mL for TT). In conclusion, the results show similar behaviours for BT and TT pretreatments, which is a quite important result since BT is cheaper and cleaner and thus a more attractive technology

Synthesis and characterization of nanocrystalline cellulose derived from Pineapple peel residues

Pineapple peel biomass was used as raw material for nanocellulose extraction. The raw material is a residue from the Costa Rican fruit industry. The nanocellulose was obtained by a two-step hydrolysis process. Firstly, the cellulose was hydrolyzed with HCl to obtain microcrystalline cellulose. In the second step, the hydrolysis was carried out using H2SO4 to obtain smaller fragments and decrease the lignin content. A time-dependent study was carried out to determine the particle size decrease depending on the contact time with the H2SO4. The chemical, thermal and morphological properties were analyzed by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), thermogravimetric analysis (TGA), dynamic light scattering (DLS), zeta potential, atomic force microscopy (AFM) and scanning electron microscopy (SEM). The nanofiber-like cellulose was obtained after 60 minutes of exposure to 65 wt% H2SO4