Producción de xilitol por Candida guilliermondii a partir de fermentación de residuos de palma de aceite

Xylitol production by Candida guilliermondii from fermentation of waste oil palm

Contenido principal del artículo

Katherine Manjarres Pinzón
Mario Arias Zabala
Yuly Andrea Molina Ramírez
María Isabel Betancur Nieto
Eduardo Rodríguez Sandoval

Resumen

La hidrólisis ácida diluida del residuo lignocelulósico de raquis de palma de aceite produce azúcares fermentables, como la xilosa, principal fuente de carbono para la producción de xilitol, por Candida guilliermondii. En este estudio, se evaluó el efecto de diferentes medios de cultivo y de condiciones de fermentación sobre la producción de xilitol, a partir de raquis de palma de aceite, utilizando C. guilliermondii. El hidrolizado ácido de raquis de palma suplementado con 4g/L extracto de levadura, 3g(NH4)2SO4/L, 0,5g/ MgSO4.7H2O/L y 0,1gCaCl2.2H2O/L mostró ser el mejor medio para el crecimiento de la levadura en cultivo sumergido, debido a que presentó los valores mayores, estadísticamente significativos, de la velocidad específica máxima de crecimiento, de 0,12h-1 y producción de biomasa, de 5,5g/L (p<0,05). Las condiciones de fermentación más apropiadas se obtuvieron con hidrolizado de raquis suplementado a pH de 5,5, concentración inicial de xilosa de 17g/L y un inóculo de 3g/L. La microaerobiosis mostró ser un factor importante en el proceso de fermentación, con un volumen de 40mL de medio, en un matraz de 100mL, se produjo la mayor concentración de xilitol de 6,7 g/L (p<0,05).

 

Palabras clave:

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Detalles del artículo

Referencias (VER)

ACOSTA, E.; ALMEIDA, J.B.; GIULIETTI, M.; FRADE, J.A.; NÁPOLES, A.L. 2005. Producción de xilitol en fermentador de 15 litros. ICIDCA. 29(3):45-51.

AGUIAR, W.B.; FARIA, L.F.F.; COUTO, M.A.P.G.; ARAUJO, O.Q.F.; PEREIRA, N. 2002. Growth model and prediction of oxygen transfer rate for xylitol production from D-xylose by Candida guilliermondii. Biochem. Eng. J. 12:49-59.

ALBUQUERQUE, T.L.; GOMES, S.D.L.; MARQUES, J.E.; SILVA, I.J.; ROCHA, M.V.P. 2015. Xylitol production from cashew apple bagasse by Kluyveromyces marxianus CCA510. Catal. Today 255:33-40.

ALBUQUERQUE, T.L.; SILVA, I.J.; MACEDO, G.R.; D.-VALDEREZ, M.; ROCHA, M.V.P. 2014. Biotechnological production of xylitol from lignocellulosic wastes : A review. Process Biochem. 49:1779-1789.

ARRUDA, P.V.; RODRIGUES, R.C.L.B.; SILVA, D.D.V.; FELIPE, M.G.A. 2011. Evaluation of hexose and pentose in pre-cultivation of Candida guilliermondii on the key enzymes for xylitol production in sugarcane hemicellulosic hydrolysate. Biodegradation. 22:815-22.

CAMARGO, D.; SENE, L.; VARIZ, D.I.L.S.; FELIPE, M.G.A. 2015. Xylitol bioproduction in hemicellulosichydrolysate obtained from sorghum forage biomass. Appl. Biochem. Biotechnol. 175(8):3628-3642.

CARVALHEIRO, F.; DUARTE, L.C.; LOPES, S.; PARAJÓ, J.C.; PEREIRA, H.; GIRIO, F.M. 2005. Evaluation of the detoxification of brewery's spent grain hydrolysate for xylitol production by Debaryomyces hansenii CCMI 941. Process Biochem. 40:1215-1223.

CARVALHO, W.; SILVA, S.S.; SANTOS, J.C.; CONVERTI, A. 2003. Xylitol production by Ca-alginate entrapped cells: comparison of different fermentation systems. Enzyme Microb. Technol. 32:553-559.

CHANG, S.H. 2014. An overview of empty fruit bunch from oil palm as feedstock for bio-oil production. Biomass Bioenerg. 62:174-181.

CHENG, K.K.; ZHANG, J.A.; LING, H.Z.; PING, W.X.; HUANG, W.; GE, J.P.; XU, J.M. 2009. Optimization of pH and acetic acid concentration for bioconversion of hemicellulose from corncobs to xylitol by Candida tropicalis. Biochem. Eng. J. 43:203-207.

CHIN, S.X.; CHIA, C.H.; ZAKARIA, S.; FANG, Z.; AHMAD, S. 2015. Ball milling pretreatment and diluted acid hydrolysis of oil palm empty fruit bunch (EFB) fibres for the production of levulinic acid. J. Taiwan Inst. Chem. Eng. 52:85-92.

DUANGWANG, S.; SANGWICHIEN, CH. 2015. Utilization of Oil Palm Empty Fruit Bunch Hydrolysate for Ethanol Production by Baker's Yeast and Loog-Pang. Energy Procedia. 79:157-162.

FEDEPALMA. 2015. Minianuario Estadístico 2015. Federación Nacional de Cultivadores de Palma de Aceite. Bogota. 64p.

GARCÍA, J.A.; CÁRDENAS, M.M.; YÁÑEZ, E.E. 2010. Generación y uso de biomasa en plantas de beneficio de palma de aceite en Colombia. Palmas. 31(2):41-48

KAMAL, S.M.M.; MOHAMAD, N.L.; ABDULLAH, A.G.L.; ABDULLAH, N. 2011. Detoxification of sago trunk hydrolysate using activated charcoal for xylitol production. Procedia Food Sci. 1:908-913.

LING, H.; CHENG, K.; GE, J.; PING, W. 2011. Statistical optimization of xylitol production from corncob hemicellulose hydrolysate by Candida tropicalis HDY-02. N. Biotechnol. 28:673-678.

MOHAMAD, N.L.; KAMAL, S.M.M.; MOKHTAR, M.N.2014. Xylitol biological production: A review of recent studies. Food Rev. Int. 31(1):74-89.

NIÑO-CAMACHO, L.; TORRES-SÁENZ, R. 2010. Implementación de diferentes técnicas analíticas para la determinación de biomasa bacteriana de cepas Pseudomonas putida biodegradadoras de fenol. Rev. Ion. 23:41-46.

NOLLEAU, V.; DELGENES, J.P.; NAVARRO, J.M. 1993. Xylitol production from xylose by two yeast strains: Sugar tolerance. Curr. Microbiol. 27:191-197.

PEREIRA, R.S.; MUSSATTO, S.I.; ROBERTO, I.C. 2011. Inhibitory action of toxic compounds present in lignocellulosic hydrolysates on xylose to xylitol bioconversion by Candida guilliermondii. J. Ind. Microbiol. Biotechnol. 38:71-78.

PIÑEROS-CASTRO, Y.; VELASCO, G.A.; PROAÑOS, J.; CORTES, W.; BALLESTEROS, I. 2011. Producción de azúcares fermentables por hidrólisis enzimática de cascarilla de arroz pretratada mediante explosión con vapor. Rev. Ion. 24:23-28.

SENE, L.; ARRUDA, P.V.; OLIVEIRA, S.M.M.; FELIPE, M.G.A. 2011. Evaluation of sorghum straw hemicellulosic hydrolysate for biotechnological production of xylitol by Candida guilliermondii. Braz. J. Microbiol. 42:1141-1146.

SHATALOV, A.A.; PEREIRA, H. 2012. Xylose production from giant reed (Arundo donax L.): Modeling and optimization of dilute acid hydrolysis. Carbohydr. Polym. 87:210-217.

SILVA, C.J.S.M.; ROBERTO, I.C. 2001a. Improvement of xylitol production by Candida guilliermondii FTI 20037 previously adapted to rice straw hemicellulosic hydrolysate. Lett. Appl. Microbiol. 32:248-252.

SILVA, C.J.S.; ROBERTO, I.C. 2001b. Optimization of xylitol production by Candida guilliermondii FTI 20037 using response surface methodology. Process Biochem. 36:1119-1124.

SILVA, C.J.S.M.; MUSSATTO, S.I.; ROBERTO, I.C. 2006. Study of xylitol production by Candida guilliermondii on a bench bioreactor. J. Food Eng. 75:115-119.

SOLEIMANI, M.; TABIL, L. 2014. Evaluation of biocomposite-based supports for immobilized-cell xylitol production compared with a free-cell system. Biochem. Eng. J. 82:166-173.

TOMOTANI, E.J.; ARRUDA, P.V.; VITOLO, M.; FELIPE, M.G.A. 2009. Obtaining partial purified xylose reductase from Candida guilliermondii Braz. J. Microbiol. 40:631-635.

VILLALBA, M.; VÉLEZ, T.; ARIAS, M.; ARRÁZOLA, G. 2009. Producción de xilitol a partir de cascarilla de arroz utilizando Candida guilliermondii Rev. Fac. Nal. Agr. 62(1):4897-4905.

ZHANG, W.; GENG, Y.A. 2012. Improved ethanol production by a xylose-fermenting recombinant yeast strain constructed through a modified genome shuffling method. Biotechnol. Biofuels. 5(1):46. DOI:10.1186/1754-6834-5-46

ZOU, Y.; QI, K.; CHEN, X.; MIAO, X.; ZHONG, J. 2010. Favorable effect of very low initial kLa value on xylitol production from xylose by a self-isolated strain of Pichia guilliermondii. J. Biosci. Bioeng. 109:149-152.

Citado por

Artículos similares

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> 

También puede {advancedSearchLink} para este artículo.

Datos de la Publicación

Métrica
Éste artículo
Otros artículos
Pares Evaluadores 
0
2.4

Perfiles de revisores  N/D

Declaraciones del autor

Declaraciones del autor
Éste artículo
Otros artículos
Datos de Investigación 
No
16%
Financiación externa 
No
32%
Conflicto de Intereses 
N/D
11%
Métrica
Para esta revista
Otras Revistas
Tasa de aceptación 
16%
33%
Tiempo publicación (días) 
324
145
Editor y consejo editorial:
Perfiles
Institución responsable 
Universidad de Ciencias Aplicadas UDCA
Editora: 
Universidad de Ciencias Aplicadas y Ambientales U.D.C.A