Resumen de Empleo de biocatalizadores en la degradación de material lignocelulósico: principales impactos
Carmen Amelia Salvador, Erenio González, Maira Rojas, Leyanis Mesa, Fernando Batallas, Amaury Pérez Martínez, Diana Concepción
- español
El presente trabajo explica los esfuerzos actuales para desarrollar una tecnología accesible, rentable y limpia para el aprovechamiento de residuos lignocelulósicos para la obtención de etanol y otros derivados mediante procesos fermentativos de los diferentes azúcares y subproductos que resultan de la degradación de la celulosa. La biomasa, cuyo principal componente es la celulosa, es la materia prima más abundante del planeta, y su aprovechamiento racional produciría enormes beneficios económicos y ecológicos. La hidrólisis ácida de la celulosa es costosa y contaminante. Por lo tanto, se intenta llevar a escala industrial la hidrólisis enzimática, mediante enzimas producidas por varias especies de hongos (Trichoderma, Aspergillus, etc.), bacterias y otros organismos, y buscando otras fuentes industrialmente útiles para una biorrefinería. Es ecológicamente beneficiosa, y potencialmente mucho más económica, pero es necesario reproducir a escala industrial la actividad observada en laboratorio. La ingeniería genética ayuda a diversificar la producción de enzimas o aumentar la cantidad producida por los organismos. La hidrólisis enzimática completa usa enzimas celulolíticas: endoglucanasas, exoglucanasas y ß-glucosidasas, difícilmente producidas en cantidades industrialmente interesantes por un solo organismo, siendo necesario combinar varios de ellos. Además, técnicas como reciclaje o recirculación de enzimas dentro del biorreactor ayudarían a un aprovechamiento integral. Otra línea de investigación es la modelación matemática de la producción de los crudos enzimáticos con simuladores como Superpro Designer y otros. La gran variedad de productos obtenidos a partir de biomasa vegetal, desde etanol hasta ácido cítrico, ácido láctico, ácidos urónicos, ácido acético, etc., respaldan los beneficios económicos, sociales, industriales y ecológicos que generaría esta tecnología.
- English
The present work explains the current efforts to develop an accessible, profitable and clean technology for the utilization of lignocellulosic residues to obtain ethanol and other derivatives through fermentative processes of the different sugars and by-products that result from the degradation of cellulose. Biomass, whose main component is cellulose, is the most abundant raw material on the planet, and its rational use would produce enormous economic and ecological benefits. Acid hydrolysis of cellulose is expensive and pollutant. Therefore, it is intended to escalate to industrial levels the enzymatic hydrolysis of cellulose, by means of enzymes produced by several species of fungi (Trichoderma, Aspergillus, etc.), bacteria and other organisms, and looking for other industrially useful sources for a biorefinery. It is ecologically beneficial, and potencially much less expensive, but it is necessary to reproduce to an industrial scale the activity observed in laboratory conditions. Genetic engineering helps to diversify the production of enzymes or increase the amount produced by organisms. The complete enzymatic hydrolysis uses cellulolytic enzymes: endoglucanases, exoglucanases and ß-glucosidases, hardly produced in industrially interesting amounts by a single organism, being necessary to combine several of them. In addition, techniques such as recycling or recirculation of enzymes within the bioreactor would help an integral use. Another line of research is the mathematical modeling of the production of enzymatic crudes with simulators such as Superpro Designer and others. The great variety of products obtained from plant biomass, from ethanol to citric acid, lactic acid, uronic acids, acetic acid, etc., support the economic, social, industrial and ecological benefits that this technology would generate.
