Estudios sobre la utilización de biomasa algal como materia prima alternativa para la producción de bioetanol

El continuo incremento demográfico, así como la industrialización, demandan grandes cantidades de energía. La bioenergía cumple un rol muy importante en la mitigación de la emisión de gases de efecto invernadero, así como en el reemplazo de los combustibles fósiles (Demirbas & Demirbas, 2010).Los biocombustibles líquidos, como el bioetanol y el biodiesel son importantes para el futuro debido a que reemplazan a los combustibles derivados del petróleo. El bioetanol deriva de recursos naturales renovables, típicamente de plantas como el trigo, remolacha azucarera, maíz, residuos lignocelulósicos y madera (Demirbas, 2009). El biodiesel es obtenido de plantas oleaginosas tales como la soja o colza (Rulli et al., 2016).El uso de cultivos agrícolas como materia prima para la producción de biocombustibles plantea serias dudas sobre su sustentabilidad debido a sus posibles efectos en la seguridad alimentaria y los problemas ambientales relacionados con el cambio en el uso de la tierra, la huella hídrica y la gran dependencia de los fertilizantes sintéticos, entre otras preocupaciones (Tilman et al., 2002; Erisman et al., 2008; Gerbens-Leenes et al., 2009).Las microalgas y las cianobacterias se consideran una alternativa cada vez más prometedora a los cultivos convencionales (y residuos lignocelulósicos), como materia prima para la producción de biocombustibles y suplementos para la alimentación animal, debido principalmente a su mayor productividad fotosintética y a una composición bioquímica más favorable (ausencia de lignina), así como la posibilidad de cultivo en tierras no aptas para la agricultura, entre otras características. Un impedimento para la implementación a gran escala del cultivo de estos organismos es el requerimiento insostenible de fertilizantes N y P, así como también los altos costos asociados a la colecta de la biomasa. Hay un acuerdo generalizado en que la obtención únicamente de biocombustibles a partir de biomasa de microalgas no es rentable económicamente, por lo que se presume que la co-producción de productos de alto valor agregado en el marco de una biorrefinería, incrementaría la rentabilidad de producir aceites o azúcares a partir de microalgas, con un mínimo de residuos y emisiones (Demirbas, 2009).En esta tesis proporcionamos una prueba de concepto para una plataforma de ciclo semi-cerrado de producción de algas y la biorrefinería de la biomasa obtenida, para la producción de etanol y biodiesel a expensas del CO2 y N2 atmosféricos, y del P de harina de huesos. Esta plataforma brinda conceptos de economía circular en el campo de la biorrefinería de biomasa de microalgas. En esta plataforma, el N2 se asimila en la biomasa de una cianobacteria fijadora de N2 (Nostoc sp. cepa M2) que acumula niveles muy altos de biomasa (2 g peso seco.L-1) y proteína (60 % p/p). Esta cepa se seleccionó debido a su rápido crecimiento y a la característica decantación de sus células en períodos muy cortos de tiempo (15-30 min).La extracción acuosa de esta biomasa produjo un fertilizante orgánico, que sostuvo el crecimiento mixotrófico como única fuente de nutrientes, de una amplia diversidad de géneros de microalgas. Se demostró la completa sustitución de fertilizantes nitrogenados químicos mediante el proceso de fijación biológica del N2 con una conversión eficiente de biomasa de la cianobacteria fijadora de nitrógeno en biomasa de microalgas con alto contenido de aceites o azúcares fermentables. Asimismo, se demostró la posibilidad de obtener ficobiliproteínas de alto valor agregado a partir de estos extractos libres de células, de inocuidad aparente.Los rendimientos de producción de aceites de Chlorella sorokiniana (42 % lípidos p/p), en simulaciones en fotobiorreactores ambientales estuvieron en el rango de los rendimientos actuales obtenidos a expensas de fertilizantes sintéticos para microalgas cultivadas en piletas a cielo abierto (10.000-13.000 L-1.ha.año-1) y fueron 20 veces superiores al rendimiento reportado cuando se utilizan cultivos agronómicos (soja) como materia prima.A partir de la bioprospección de microalgas nativas de nuestra colección se seleccionaron 3 cepas con potencial biotecnológico (Desmodesmus sp. cepa FG, Chlorella sp. cepa MI y la cepa SP2-3) para la producción de etanol mediante la evaluación de su capacidad para acumular azúcares fermentables en condiciones de estrés nutricional. Se seleccionó a la microalga Desmodesmus sp. cepa FG debido a que presentó rendimientos muy altos (8 g peso seco.L-1), y un crecimiento robusto que acumuló altos niveles de carbohidratos (60 % p/p). La biomasa de algas se sacarificó y esta condición ácida se utilizó secundariamente para liberar fosfato soluble de diferentes fuentes de P renovables, incluida la harina de huesos. Después de aumentar el pH, la preparación resultante se fermentó con levaduras para producir etanol con valores aproximados al 90 % de su rendimiento teórico. Se pudo demostrar tanto una alta eficiencia de conversión de biomasa a etanol de 0,25 g·g biomasa-1 como una alta concentración de etanol en el caldo de fermentación de 24 g etanol.L hidrolizado-1; así como también se ha obtenido CO2 como una fuente puntual reutilizable a rendimientos cercanos al máximo teórico.La simulación de la productividad de la microalga a expensas del fertilizante orgánico a base de Nostoc en fotobiorreactores ambientales, que imitan las condiciones de estanques abiertos dio como resultado que con la eficiencia de conversión de biomasa a etanol demostrada en esta tesis, esta plataforma podría producir, bajo las condiciones ambientales del Sudeste de la provincia de Buenos Aires, entre 7.600 y 10.800 L de etanol.ha-1.año-1, dependiendo de si Nostoc se cultiva en estanques al aire libre o en fotobiorreactores tubulares, respectivamente. Los rendimientos de producción de etanol fueron 2-3 o 5-7 veces superiores al rendimiento reportado cuando se utilizan como materia prima granos de maíz o residuos lignocelulósicos (Karlen et al., 2011; Pimentel & Patzek, 2005).La vinaza de fermentación resultante, suplementada con P, se recicló eficientemente como única fuente de macronutrientes para el cultivo de la biomasa de la cianobacteria fijadora de N2 para cerrar un ciclo de producción.También se muestra el reciclado de agua y la co-producción de biomasa residual como posible suplemento nutricional para producción animal y yeso, que puede utilizarse como material para la construcción o como una enmienda para suelos.La plataforma de ciclo semi-cerrado de producción de biomasa algal a partir de materias primas económicas y renovables, el reciclado intensivo de nutrientes y la minimización de desechos, introducen conceptos de economía circular a la biotecnología algal. Se espera que diseños de este tipo contribuyan a la seguridad alimentaria y energética a largo plazo.Fil: Sánchez Rizza, Lara. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Biotecnología; Argentina. Fundación para Investigaciones Biológicas Aplicadas; Argentina. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentin

A semi-closed loop microalgal biomass production-platform for ethanol from renewable sources of nitrogen and phosphorous

Production of microalgal biomass for feed and fuels demands unsustainable large amounts of fertilizers. The most broadly considered alternative sources of nutrients/fertilizer for microalgae are wastewater and internal recycling in closed-loop production platforms. However, these strategies largely disable co-production of feed and fuel in biomass biorefineries for an increased economic and environmental feasibility. In this study, we aimed at providing proof-of-concept for a semi-closed loop microalgal production-platform and biomass biorefinery for ethanol and feed from renewable resources of N and P. Atmospheric N 2 was assimilated into a N 2 -fixing cyanobacterial biomass, which sustained growth of a microalga that accumulated high levels of carbohydrates (up to 60% (w/w)) as a sole source of fertilizer. The microalgal biomass was efficiently saccharified with H 2 SO 4 , which was recycled to release soluble PO 4 3- from bone meal as a renewable source of P. Fermenting these P-enriched preparations with yeasts quantitatively produced ethanol at theoretical yields, a concentration of up to 50 g ethanol. L −1 and a yield of 0.25 g ethanol. g biomass −1 . Calculations suggested a potential yield from 7600 to 10,800 L ethanol. ha −1 . year −1 , under Buenos Aires environmental conditions, which would be higher than that currently obtained from maize feedstocks. The residual fermentation vinasse, supplemented with P and containing other downstream-process reagents, was recycled as a sole source of macronutrients for the cultivation of the N 2 -fixing cyanobacterium to close the production cycle. Water recycling and co-production of residual biomass enriched in fat and protein as potential feed are also shown. This semi-closed loop biomass production-platform reconciles the concepts of microalgal biomass biorefineries for the co-production of feedstocks for biofuels and feed and nutrients recycling in closed-loop systems that largely minimizes production of waste.Fil: Sánchez Rizza, Lara. Fundación para Investigaciones Biológicas Aplicadas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Biotecnología; ArgentinaFil: Coronel, Camila Denise. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Biotecnología; ArgentinaFil: Sanz Smachetti, María Eugenia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Biotecnología; ArgentinaFil: Do Nascimento, Mauro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Biotecnología; Argentina. Fundación para Investigaciones Biológicas Aplicadas; ArgentinaFil: Curatti, Leonardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Biotecnología; Argentin

Bioprospecting for fast growing and biomass characterization of oleaginous microalgae from South-Eastern Buenos Aires, Argentina

As part of pioneering efforts to assess the potential of native microalgae as biofuel feedstock in South–Eastern Buenos Aires, 34 monoalgal cultures (corresponding to the Phylum Chlorophyta) were established and 21 were selected for further growth and biomass composition characterization. Novel RNA sequences in the ITS1-5.8S-ITS2 region were identified. Some strains showed desirable traits as biodiesel feedstock such as (i) apparent maximal doubling times of 6 h, (ii) lipids accumulation of up to 43% of their dry biomass, (iii) high ration of mono-unsaturated to poly-unsaturated fatty acids, (iv) high response to CO2 supplementation, and (v) complete sedimentation in 4 h. Data of the outdoors performance of some strains suggested they might represent valuable resources for future research towards the regional development of the technology for microalgae-based biofuels.Fil: Do Nascimento, Mauro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Biotecnología; ArgentinaFil: Ortiz Marquez, Juan César Federico. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Biotecnología; ArgentinaFil: Sánchez Rizza, Lara. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Biotecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata; ArgentinaFil: Echarte, Maria Mercedes. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Agrarias; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata; ArgentinaFil: Curatti, Leonardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Biotecnología; Argentin

Perspectivas para la utilización de la biomasa de cianobacterias fijadoras de nitrógeno como fertilizante orgánico y acondicionador de suelos

Introducción y Objetivos:El incremento de la población mundial genera una demanda creciente de alimentos, y para cubrir esta demanda, la utilización de mayores cantidades de fertilizantes, especialmente nitrogenados, ha sido una de las estrategias más utilizadas para incrementar los rendimientos de las cosechas. No obstante, el manejo inapropiado implica consecuencias perjudiciales para el medio ambiente y la salud humana. Promover la fijación biológica del nitrógeno (FBN) puede significar un aporte reduciendo la dependencia de fertilizantes nitrogenados, sin embargo, este proceso sólo podría cubrir una parte de la demanda requerida en la agricultura intensiva. La obtención de biomasa a partir de microorganismos que realicen la FBN para su utilización como biofertilizantes, es una alternativa promisoria especialmente si se puede acoplar al reciclado y mejoramiento de desechos agroindustriales. En este estudio se propone producir un biofertilizante orgánico y acondicionador de suelos, utilizando la biomasa de una cianobacteria fijadora de nitrógeno, obtenida a partir del reciclado y mejorado de la composición nutricional de un desecho agroindustrial.Materiales y Métodos:La cianobacteria fijadora de nitrógeno Nostoc sp. M2 se cultivó a partir de la vinasa residual de la fermentación alcohólica de un sacarificado de biomasa algal. Las deficiencias en nitrógeno y fósforo en la vinasa pudieron ser suplementadas mediante la FBN y el agregado de harina de hueso respectivamente. La biomasa obtenida fue desecada y molida para su análisis como fertilizante de plantas de interés agronómico en suelos con diferentes contenidos de materia orgánica y diferentes regímenes hídricos. Además, se evaluó la persistencia de nutrientes y capacidad de retención de agua.Resultados:El cultivo de Nostoc a partir de la vinasa alcanzó rendimientos similares a los obtenidos en medios de cultivo de referencia, y permitió la liberación de una considerable cantidad de expolisacáridos en el medio (superiores al 20% de la biomasa celular). La biomasa pudo sustituir la urea como fertilizante en suelos con bajo contenido de nutrientes, sosteniendo el crecimiento de plantas de trigo, maíz y poroto, especialmente en condiciones de riego esporádico. Adicionalmente, se comprobó que la liberación de nitrógeno de la biomasa es más lenta que la urea, mejorando el aprovechamiento del mismo. La aplicación de la biomasa en suelos proporciona una mayor capacidad de retención de agua, previniendo el marchitamiento en plantas de trigo y permitiendo que puedan soportar periodos de estrés hídrico en sequía.Conclusiones:Este estudio apoya la conveniencia de la producción de biomasa como biofertilizante de plantas y acondicionador de suelos, mejorando las condiciones del mismo especialmente en suelos pobres en materia orgánica y/o expuestos a condiciones de desecación o regímenes de precipitaciones semiáridas. A su vez, propone un procedimiento para reciclar y revalorizar desechos agroindustriales acoplándolo a plataformas de producción de microalgas y cianobacterias.Fil: Do Nascimento, Mauro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Biotecnología; ArgentinaFil: Battaglia, Marina Esther. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Biotecnología; ArgentinaFil: Sánchez Rizza, Lara. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Biotecnología; ArgentinaFil: Ambrosio, Rafael. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Biotecnología; ArgentinaFil: Arruebarrena Di Palma, Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Biotecnología; ArgentinaFil: Curatti, Leonardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Biotecnología; ArgentinaXIV Congreso Argentino de Microbiología General (SAMIGE) y XV Congreso Argentino de Microbiología (CAM)Ciudad Autónoma de Buenos AiresArgentinaSociedad Argentina de Microbiología GeneralAsociación Argentina de Microbiologí

Guidelines for the use and interpretation of assays for monitoring autophagy (4th edition)1.

In 2008, we published the first set of guidelines for standardizing research in autophagy. Since then, this topic has received increasing attention, and many scientists have entered the field. Our knowledge base and relevant new technologies have also been expanding. Thus, it is important to formulate on a regular basis updated guidelines for monitoring autophagy in different organisms. Despite numerous reviews, there continues to be confusion regarding acceptable methods to evaluate autophagy, especially in multicellular eukaryotes. Here, we present a set of guidelines for investigators to select and interpret methods to examine autophagy and related processes, and for reviewers to provide realistic and reasonable critiques of reports that are focused on these processes. These guidelines are not meant to be a dogmatic set of rules, because the appropriateness of any assay largely depends on the question being asked and the system being used. Moreover, no individual assay is perfect for every situation, calling for the use of multiple techniques to properly monitor autophagy in each experimental setting. Finally, several core components of the autophagy machinery have been implicated in distinct autophagic processes (canonical and noncanonical autophagy), implying that genetic approaches to block autophagy should rely on targeting two or more autophagy-related genes that ideally participate in distinct steps of the pathway. Along similar lines, because multiple proteins involved in autophagy also regulate other cellular pathways including apoptosis, not all of them can be used as a specific marker for bona fide autophagic responses. Here, we critically discuss current methods of assessing autophagy and the information they can, or cannot, provide. Our ultimate goal is to encourage intellectual and technical innovation in the field

Desarrollos de biotecnología algal como alternativa sustentable para la producción de biocombustibles y otros productos naturales

La biotecnología algal es una disciplina con un gran potencial como estrategia alternativa y/o complementaria para la producción de alimentos, biocombustibles y productos naturales destinados a la salud y cosmética.En 2009 iniciamos un programa de bioprospección para el aislamiento y domesticación de especies de microalgas nativas del sudeste de Buenos Aires. A la fecha, la colección posee más de 40 cepas caracterizadas por medio de metodología molecular, parámetros de crecimiento y requerimientos nutricionales. El análisis mas detallado de la composición de la biomasa de las cepas más promisorias indicó potencial para la producción de biodiesel, bioetanol, ácidos grasos esenciales del tipo Ω3 y pigmentos de alto valor agregado.Por otro lado, se han diseñado y optimizado sistemas de cultivo de microalgas a escala laboratorio, incluyendo fotobiorreactores del tipo "air-lift". Próximamente se instalarán piletas experimentales para el cultivo a cielo abierto y fotobiorreactores ambientales, que son instrumentos de última generación para simular condiciones ambientales. Estos sistemas nos permitirán en el futuro inmediato poder completar nuestros estudios y realizar predicciones del rendimiento potencial de microalgas tanto en nuestra región como en cualquier otra.Como investigación complementaria i) se aíslan, identifican y caracterizan bacterias promotoras del crecimiento algal; ii) se estudia la conversión de biomasa de unas cepas en otras para el desarrollo de biofertilizantes naturales y para el reciclado de nutrientes de la biomasa residual luego de la extracción de los productos de interés; y iii) se identifican y aíslan compuestos de alto valor agregado para la jerarquización, en términos productivos y económicos, de la biomasa algal. Otras líneas de investigación mas recientes buscan contribuir al esclarecimiento de las bases genético-moleculares del control de la acumulación de aceites para futuros programas de mejoramiento por medio de la ingeniería genética de microalgas.Las capacidades instaladas en el grupo, incluyendo la infraestructura y equipamiento, nos permiten asesorar y/o colaborar tanto con el sector público como el privado para el desarrollo conjunto de distintos emprendimientos de biotecnología algal. De hecho, se cuenta con un Servicio Tecnológico de Alto Nivel (STAN) del CONICET que ofrece entrenamiento personalizado en técnicas básicas de aislamiento, caracterización y cultivo de microalgas, como así también desarrollos ad hoc con distintas finalidades.Fil: Do Nascimento, Mauro. Fundación para Investigaciones Biológicas Aplicadas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Biotecnología; ArgentinaFil: Curatti, Leonardo. Fundación para Investigaciones Biológicas Aplicadas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Biotecnología; ArgentinaFil: Sánchez Rizza, Lara. Fundación para Investigaciones Biológicas Aplicadas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Biotecnología; Argentin

Efficient saccharification of microalgal biomass by Trichoderma harzianum enzymes for the production of ethanol

Microalgal and/or cyanobacterial biomass could be more advantageous than current plant feedstocks for theproduction of ethanol and/or other fermentation products. Enzymatic saccharification of microalgal biomasscurrently requires harsh pretreatments and significant amounts of expensive hydrolytic enzymes. The purpose ofthis study was: i) to analyze the quality of biomass of a cell-wall deficient microalga as a saccharification substrate for enzymatic hydrolysis; and ii) to identify an alternative source of enzymes for the saccharification ofalgal biomass. We showed that a newly isolated strain of the fungus Trichoderma harzianum was able to grow atthe expense of intact cells of the alga Chlamydomonas reinhardtii as a sole source of nutrients. The fungal spentmedium exhibited pectinolytic, amylolytic, cellulolytic, and proteolytic activities and efficiently saccharifiedeither dry and milled biomass or intact cells of the microalga. Biomass of a cell-wall deficient C. reinhardtii strainwas saccharified at a similar efficiency than biomass of the parental strain with T. harzianum enzymes, indicatingfull capacity of these enzymes to circumvent the cell-wall recalcitrance to hydrolysis. Algal biomass saccharification yielded up to 22.4 g reducing sugars·L−1 and could be quantitatively converted into ethanol by fermentation with Saccharomyces cerevisiae. The efficiency of conversion of algal biomass into ethanol showed inthis study is among the highest reported so far and encourages research for scaling up production of T. harzianumenzymes as well as the evaluation of biomass of other algal strains as feedstocks for the production of ethanol.Fil: Bader, Araceli Natalia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Biotecnología; ArgentinaFil: Sánchez Rizza, Lara. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Biotecnología; ArgentinaFil: Consolo, Verónica Fabiana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Biotecnología; ArgentinaFil: Curatti, Leonardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Biotecnología; Argentin

Producción de bioetanol 3G a partir de la hidrólisis de biomasa algal utilizando cócteles enzimáticos de Trichoderma harzianum

En los últimos años, la necesidad de reemplazo de los combustibles fósiles ha favorecido la búsqueda de alternativas para explorar otras fuentes de energía. Las microalgas acuáticas son un recurso promisorio para la producción de bioetanol y pueden ser utilizadas como materia prima para la elaboración de productos de alto valor agregado. La ventaja de su uso radica en su gran eficiencia fotosintética y productividad y la independencia de tierras fértiles. Uno de los desafíos para maximizar la producción de bioetanol, es explorar alternativas económicas y prácticas para sustituir total o parcialmente los actuales procesos de pretratamiento de la biomasa. Uno de los métodos más eficientes es la hidrólisis físico-química, sin embargo el uso de grandes volúmenes de ácidos y el alto requerimiento energético incrementan los costos de producción y sobre todo resultan en un alto impacto ambiental. La hidrólisis enzimática puede ser una alternativa económica e inocua pero debe ser mejorada. El objetivo de este trabajo fue generar un cóctel enzimático, a partir de una cepa nativa de Trichoderma harzianum, capaz de hidrolizar y sacarificar biomasa algal.Fil: Bader, Araceli Natalia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Biotecnología; ArgentinaFil: Sánchez Rizza, Lara. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Biotecnología; ArgentinaFil: Consolo, Verónica Fabiana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Biotecnología; ArgentinaFil: Curatti, Leonardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Biotecnología; ArgentinaXV Congreso Argentino de MicrobiologíaBuenos AiresArgentinaSociedad Argentina de Microbiología Genera

Bioprospecting for native microalgae as an alternative source of sugars for the production of bioethanol

While the production of biofuels holds potential to contribute to energy security, concerns on food prices, land use, and carbon emissions have arisen from increased production of first-generation bioethanol. While second-generation bioethanol from lignocellulosic agricultural waste faces difficult-to-overcome technological barriers, renewed promise is held in microalgae biomass as an alternative feedstock. In this work we show the results of bioprospecting for microalgae native of South America for accumulation of carbohydrates under conditions of nitrogen deficiency, and constant light and temperature. After a preliminary analysis of seventeen strains, we selected strain SP2-3, because its biomass could be enriched in carbohydrates over 70% (w/w) on a dry biomass basis, and Desmodesmus sp. strain FG for its fermentable sugars productivity. After optimization of microalgae culture conditions, biomass hydrolysis and fermentation with baker´s yeast Saccharomyces cerevisiae, we demonstrated ethanol yields of up to 0.24 g ethanol·g of biomass− 1, and an ethanol concentration in the fermentation broth of 24 g ethanol·L of fermentation broth− 1, for up to 87.4% of the maximum theoretical value. These results contribute to support the potential of microalgae biomass as an alternative feedstock for bioethanol and the value of bioprospecting programs to identified candidate strains among natural biodiversity.Fil: Sánchez Rizza, Lara. Fundación para Investigaciones Biológicas Aplicadas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones En Biodiversidad y Biotecnología; ArgentinaFil: Sanz Smachetti, María Eugenia. Fundación para Investigaciones Biológicas Aplicadas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones En Biodiversidad y Biotecnología; ArgentinaFil: Do Nascimento, Mauro. Fundación para Investigaciones Biológicas Aplicadas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones En Biodiversidad y Biotecnología; ArgentinaFil: Salerno, Graciela Lidia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones En Biodiversidad y Biotecnología; Argentina. Fundación para Investigaciones Biológicas Aplicadas; ArgentinaFil: Curatti, Leonardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones En Biodiversidad y Biotecnología; Argentina. Fundación para Investigaciones Biológicas Aplicadas; Argentin

Prospects of using biomass of N2-fixing cyanobacteria as an organic fertilizer and soil conditioner

Increasing production of N-fertilizers is mandatory to support the expected demand of food over the next decades. While reduced access to N-fertilizers compromises food security in some regions of the world, incorrect management in other regions causes detrimental effects on the environment. Biological N2-fixation is a natural process for N-fertilization of plants in natural environments which could only be partially exploited in intensive agriculture. This is mainly because the current technology of crop inoculation with live microorganisms is often constrained by the inoculant's survival and propagation in the agricultural environment. In this study, we pursued a controlled eutrophication approach to recycling nutrients from agro-industrial runoffs for the production of an organic fertilizer and soil conditioner. Biomass of a N2-fixing cyanobacterium was obtained using a P-enriched fermentation vinasse as a sole source of macronutrients. The cyanobacterial biomass substituted for urea in wheat growth in artificial semi-arid soil, especially when sporadic watered simulating a semi-arid rainfall regime. Comparative analyses suggested a higher persistence of the organic fertilizer in the soil than an equivalent amount of urea. This study advocates the convenience of concentrating nutrients from industrial wastewater into biomass of N2-fixing cyanobacteria for their re-use in crop fertilization. It discusses the advantages of separating biological fertilizer production from crop cultivation in order to circumvent the odds of the microorganisms' acclimation to the agronomic conditions, and the techno-economic challenges towards maturation of the proposed technology.Fil: Do Nascimento, Mauro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Biotecnología; ArgentinaFil: Battaglia, Marina Esther. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Biotecnología; ArgentinaFil: Sánchez Rizza, Lara. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Biotecnología; ArgentinaFil: Ambrosio, Rafael. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Biotecnología; ArgentinaFil: Arruebarrena Di Palma, Andrés. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Curatti, Leonardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Biotecnología; Argentin