Caracterización fermentativa de levaduras productoras de etanol a partir de Agave cupreata en la elaboración de mezcal

Abstract

Strains of conventional and unconventional yeast possess the ability to produce ethanol under various operating and nutritional conditions, different yields shown in biomass production and ethanol. In this paper, the variation of the concentration of biomass and ethanol production flask bioreactor level and level (laboratory scale stirred tank type) was studied. Three strains of yeasts isolated from spontaneous ferments a mezcal producing region in the state of Michoacan were used. Experiments were planned by using the Surface Methodology Response (MSR) and a factorial design 2 ^ 2 replicated, with the aim of formulating an appropriate culture medium for the production of ethanol in the production of mezcal, using as substrate Agave extract cupreata. The experimental results were analyzed by statistical analysis (Software STATGRAPHICS Plus) with mathematical models of first and second order. These techniques achieved a production improvement Analysands mezcal simultaneously different variables involved in the alcoholic fermentation and establishing the influence of each on the amount of ethanol produced. To assess the variables and levels of operation as similar to the original process were selected as study variables: type yeast (Lev1, Lev8 and Lev9), initial substrate (10-14 ° Brix) and temperature (25-35°C). Selected variables and levels of operating a Box-Behnken design was performed at flask level. To assess the variables and levels of operation bioreactor level with the aim of optimizing the culture media for industrial purposes, they were taken as experimental factors aeration (0.1-1 vvm) and agitation (50-150 rpm). This requires a Factorial experimental scheme (2 ^ 2) was used.

Las Cepas de levaduras convencionales y no convencionales poseen la capacidad de producir etanol bajo distintas condiciones operativas y nutricionales, mostrado distintos rendimientos en la producción de biomasa y etanol. En el presente trabajo, se estudió la variación de la concentración de biomasa y producción de etanol nivel matraz y nivel biorreactor (tipo tanque agitado escala laboratorio). Se utilizaron tres cepas de levaduras aisladas de fermentos espontáneos de una región productora de mezcal en el estado de Michoacán. Las experiencias se planificaron mediante la utilización de la Metodología de Superficie de Respuesta (MSR) y un diseño factorial 2^2 replicado, con el objetivo de formular un medio de cultivo apropiado para la producción de etanol en la elaboración de mezcal, utilizando como sustrato extracto de Agave cupreata. Los resultados experimentales fueron analizados mediante un análisis estadístico (Software STATGRAPHICS Plus) con modelos matemáticos de primer y segundo orden. Estas técnicas lograron un mejoramiento de la producción de mezcal analizándos de manera simultánea diferentes variables involucradas en la fermentación alcohólica y estableciendo la influencia de cada una de ellas sobre la cantidad de etanol producido. Para evaluar las variables y los niveles de operación lo más semejante al proceso original se seleccionaron como variables de estudio: Tipo de levadura (Lev1, Lev8 y Lev9), sustrato inicial (10-14 °Brix) y Temperatura (25-35°C). Seleccionadas las variables y los niveles de operación se realizó un diseño Box-Behnken a nivel matraz. Para evaluar las variables y los niveles de operación a nivel biorreactor con el objetivo de optimizar los medios de cultivo para fines industriales, se tomaron como factores experimentales la aireación (0.1-1 vvm) y agitación (50-150 rpm). Para ello se empleó un esquema experimental Factorial (2^2).