Optimización estadística de la producción de ácido láctico mediante Lactobacillus pentosus usando hidrolizado hemicelulósico proveniente de bagazo de caña de azúcar
Lactic acid, traditionally obtained through fermentation processes, presents numerous applications in the chemical industry. Among these is the production of polymers, more specifically biodegradable polylactic acid (PLA). Development of processes that use low cost substrates, such as bioproduction...
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| Autores principales: | , , |
|---|---|
| Formato: | Online |
| Lenguaje: | spa |
| Publicado: |
Universidad de Costa Rica
2018
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| Materias: | |
| Acceso en línea: | https://revistas.ucr.ac.cr/index.php/ingenieria/article/view/33477 |
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|---|---|
| author | Wischral, Daiana Arias, Johanna Méndez Pereira Jr, Nei |
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| author_sort | Wischral, Daiana |
| collection | Revista Ingeniería (RI) |
| description | Lactic acid, traditionally obtained through fermentation processes, presents numerous applications in the chemical industry. Among these is the production of polymers, more specifically biodegradable polylactic acid (PLA). Development of processes that use low cost substrates, such as bioproduction of lactic acid, could improve the economic viability of bioprocesses. Thus, the present work reports investigation of hemicellulose hydrolysate from sugarcane bagasse as a sole carbon source for lactic acid production by Lactobacillus pentosus ATCC 8041. Initially, sugarcane bagasse was pretreated with acid in a solid:liquid ratio of 1:2.8 (1 g of bagasse: 2.8 mL of sulfuric acid solution 1 % v/v) and at a temperature of 121°C for 27 minutes. Then, concentration of both the hemicellulose hydrolysate and the yeast extract in MRS medium were optimized usingResponse Surface Methodology through software STATISTICA 6.0. Once the optimal conditions (40 % of hemicellulose hydrolysate and 5 g/L of yeast extract) were validated, fermentations were carried out in anaerobic conditions at 37°C and 120 rpm. After 48h, 19.17 g/L of lactic acid were produced, corresponding to a volumetric productivity of 0.40 g/L.h1. Findings of this work demonstrate that hemicellulose hydrolysate from sugarcane bagasse is a promising carbon source for lactic acid production. |
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| institution | Instituto de Investigaciones en Ingeniería (INII) |
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| publishDate | 2018 |
| publisher | Universidad de Costa Rica |
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| spelling | INII-RI-article-334772022-07-26T21:11:00Z Statistical Optimization of Lactic Acid Production by Lactobacillus pentosus using Hemicellulosic Hydrolysate from Sugarcane Bagasse Optimización estadística de la producción de ácido láctico mediante Lactobacillus pentosus usando hidrolizado hemicelulósico proveniente de bagazo de caña de azúcar Wischral, Daiana Arias, Johanna Méndez Pereira Jr, Nei lignocellulosic biomass acid pretreatment Lactobacillus pentosus ATCC8041 lactic acid statistical optimization. Biomasa lignocelulósica pretratamiento ácido Lactobacillus pentosus Lactobacillus pentosus ATCC8041 ácido láctico optimización estadística Lactic acid, traditionally obtained through fermentation processes, presents numerous applications in the chemical industry. Among these is the production of polymers, more specifically biodegradable polylactic acid (PLA). Development of processes that use low cost substrates, such as bioproduction of lactic acid, could improve the economic viability of bioprocesses. Thus, the present work reports investigation of hemicellulose hydrolysate from sugarcane bagasse as a sole carbon source for lactic acid production by Lactobacillus pentosus ATCC 8041. Initially, sugarcane bagasse was pretreated with acid in a solid:liquid ratio of 1:2.8 (1 g of bagasse: 2.8 mL of sulfuric acid solution 1 % v/v) and at a temperature of 121°C for 27 minutes. Then, concentration of both the hemicellulose hydrolysate and the yeast extract in MRS medium were optimized usingResponse Surface Methodology through software STATISTICA 6.0. Once the optimal conditions (40 % of hemicellulose hydrolysate and 5 g/L of yeast extract) were validated, fermentations were carried out in anaerobic conditions at 37°C and 120 rpm. After 48h, 19.17 g/L of lactic acid were produced, corresponding to a volumetric productivity of 0.40 g/L.h1. Findings of this work demonstrate that hemicellulose hydrolysate from sugarcane bagasse is a promising carbon source for lactic acid production. El presente trabajo reporta la investigación del uso de hidrolizado hemicelulósico, proveniente de bagazo de caña de azúcar, como única fuente de carbono para la producción de ácido láctico mediante Lactobacillus pentosus ATCC 8041. Inicialmente, el bagazo de caña fue pretratado con ácido en una relación sólido líquido de 1:2.8 (1 g de bagazo: 2.8 mL de ácido sulfúrico al 1 % v/v) y a una temperatura de 121 °C por 27 min. Luego, tanto la concentración del hidrolizado hemicelulósico como del extracto de levadura en medio MRS fueron optimizadas empleando Metodología de Superficie de Respuesta mediante el software STATISTICA 6.0. Una vez que las condiciones óptimas fueron validadas (40 % de hidrolizado hemicelulósico y 5 g/L de extracto de levadura), se realizaron fermentaciones en condiciones anaeróbicas a 37°C y 120 rpm. Después de 48 h se produjeron 19.17 g/L de ácido láctico, rendimiento de 0.80 g/g,correspondientes a una productividad volumétrica de 0.40. Los resultados de este trabajo demuestran que el hidrolizado hemicelulósico de bagazo de caña de azúcar es una fuente de carbono prometedora para la producción de ácido láctico. Universidad de Costa Rica 2018-12-13 info:eu-repo/semantics/article info:eu-repo/semantics/publishedVersion Article Artículo application/pdf text/html application/epub+zip https://revistas.ucr.ac.cr/index.php/ingenieria/article/view/33477 10.15517/ri.v29i1.33477 Ingeniería; Vol. 29 No. 1 (2019): January - June 2019; 41-51 Ingeniería; Vol. 29 Núm. 1 (2019): Enero-junio 2019; 41-51 Ingeniería; Vol. 29 N.º 1 (2019): Enero-junio 2019; 41-51 2215-2652 1409-2441 spa https://revistas.ucr.ac.cr/index.php/ingenieria/article/view/33477/36131 https://revistas.ucr.ac.cr/index.php/ingenieria/article/view/33477/36132 https://revistas.ucr.ac.cr/index.php/ingenieria/article/view/33477/36297 Derechos de autor 2018 Daiana Wischral |
| spellingShingle | lignocellulosic biomass acid pretreatment Lactobacillus pentosus ATCC8041 lactic acid statistical optimization. Biomasa lignocelulósica pretratamiento ácido Lactobacillus pentosus Lactobacillus pentosus ATCC8041 ácido láctico optimización estadística Wischral, Daiana Arias, Johanna Méndez Pereira Jr, Nei Optimización estadística de la producción de ácido láctico mediante Lactobacillus pentosus usando hidrolizado hemicelulósico proveniente de bagazo de caña de azúcar |
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