Producción de biodiesel utilizando el hongo Mucor circinelloides

En la actualidad, la mayor parte del biodiésel se produce a partir de aceites vegetales de distinta procedencia. Debido al coste de producción a partir de estos aceites y a la necesidad de grandes extensiones de cultivo, se están investigando nuevas materias primas para sustituir a los aceites convencionales. En este contexto, los microorganismos oleaginosos constituyen una fuente de lípidos para la producción de biodiesel, que ha sido muy poco explorada.

 Autores: [Gemma Vicente Crespo-Departamento de Tecnología Química y Energética, Universidad Rey Juan Carlos. Victoriano Garre Mula-Departamento de Genética y Microbiología, Universidad de Murcia]

 Los microorganismos que acumulan más de 20-25 % de lípidos se denominan microorganismos oleaginosos (1). En la mayor parte de los casos, el aceite extraído de los microorganismos está en forma de triglicéridos como en los aceites vegetales y las grasas animales. En este sentido, los lípidos de los microorganismos podrían utilizarse en el proceso convencional de producción de biodiésel en la industria.

 Los principales microorganismos oleaginosos son las microalgas, las bacterias, los hongos y las levaduras. La mayor parte de las investigaciones actuales estudian la viabilidad de la utilización de microalgas como materia prima en la producción de este biocarburante. Las microalgas, que utilizan dióxido de carbono y luz solar para la producción de lípidos, presentan rendimientos de producción y velocidades de crecimiento superiores a los cultivos tradicionales de aceites vegetales (2, 3). Sin embargo, estos microorganismos fotosintéticos presentan algunas desventajas. Su crecimiento en biorreactores está limitado por las necesidades de luz y de grandes extensiones de terreno. Además, los costes de producción con las tecnologías existentes en la actualidad son todavía muy elevados en comparación con la producción de gasóleo (2).

 Sin embargo, existe un reducido número de trabajos en bibliografía que describan la producción de biodiésel utilizando hongos, bacterias o levaduras. No obstante, dos revisiones recientes consideran ya las posibilidades futuras de estos microorganismos en la producción de biodiésel (4, 5). En comparación con las microalgas, el crecimiento de estos microorganismos puede llevarse a cabo en biorreactores convencionales, lo que mejoraría el rendimiento en biomasa y reduciría los costes de producción de los microorganismos y de sus lípidos. Además, muchos de estos microorganismos acumulan cantidades muy significativas de lípidos, pueden utilizar un amplio abanico de materias primas como fuente de carbono durante su crecimiento, incluyendo residuos y subproductos biomásicos, y pueden manipularse genéticamente para mejorar u optimizar la acumulación de lípidos. Basándose en esta idea, el Departamento de Energía de los Estados Unidos (DOE) lleva ya algún tiempo financiando distintos programas, entre lo que se encuentra “Genomics to Life”, que se dedica a secuenciar genomas de organismos que pudieran ser importantes en la producción de biocarburantes. Dentro de este programa, el DOE ha seleccionado al hongo Mucor circinelloides.

 El Departamento de Tecnología Química y Energética de la Universidad Rey Juan Carlos y el Departamento de Genética y Microbiología de la Universidad de Murcia llevan 5 años explorando esta alternativa, lo que ha permitido desarrollar una estrategia para producir biodiésel de alta calidad en un solo paso, realizando la transformación directa de los lípidos presentes en el micelio del hongo Mucor circinelloides sin previa extracción de los mismos (6,7). En la producción se utilizó micelio procedente de cultivos del hongo crecidos en glucosa y con una concentración en lípidos totales del 23%, obteniéndose un rendimiento de biodiésel del 18% con respecto al peso seco del micelio. Este biodiesel tiene una pureza del 99%, siendo la concentración de todos los contaminantes analizados inferior a los máximos establecidos por las normativas europeas (UNE-EN 14214) y americanas (ASTM D6751-08). La disponibilidad de la secuencia del genoma de Mucor, y de herramientas para su manipulación genética, permitirán generar en el futuro estirpes que acumulen mayores cantidades de lípidos y que crezcan sobre residuos agrícolas o industriales.

 (1)   Ratledge C. Microorganisms for lipids. Acta Biotechnol. 11(5), 429 (1991).

 (2)   Chisti Y. Biodiesel from microalgae. Biotechnol. Adv. 25 (3), 294 (2007).

 (3)   Li Y., Horsman M., Wu N., Lan C.Q., Dubois-Calero N. Biofuels from microalgae. Biotechnol. Prog. 24(4), 815 (2008).

 (4)   Li Q., Du W., Liu D. Perspectives of microbial oils for biodiesel production. Appl. Microbiol. Biot. 80(5), 749 (2008).

 (5)   Meng X., Yang J., Xu X., Zhang L., Nie Q., Xian M. Biodiesel production from oleaginous microorganisms. Renew. Energ. 34, 1 (2009).

 (6)   Vicente, G., Bautista, L. F., Rodríguez, R., Gutiérrez, F. J., Sadaba, I., Ruiz-Vázquez, R. M., Torres-Martínez, S., Garre, V. Biodiesel production from biomass of an oleaginous fungus. Biochem. Eng. J. 48, 22-27 (2009).

 (7)   Vicente, G., Bautista, L. F., Rodríguez, R., Gutiérrez, F. J., Martínez, V., Rodríguez-Frometa, R., Ruiz-Vázquez, R. M., Torres-Martínez, S., Garre, V. Direct Transformation of Fungal Biomass from Submerged Cultures into Biodiesel. Energy Fuels 24, 3173–3178 (2010).

Etiquetas:

Si te gustó esta entrada anímate a escribir un comentario o suscribirte al feed y obtener los artículos futuros en tu lector de feeds.

(requerido)

(requerido)


*