Microbiologia Sintesis De Etanol

Zymomonas móbilis:

Zymomonas mobilis es una bacteria Gram-negativa, anaerobia facultativa que lleva a cabo el metabolismo de la glucosa mediante la ruta de Entner-Doudoroff. Su metabolismo es muy especializado y aporta la ventaja de que el 98% de la glucosa metabolizada se convierte en etanol y CO2 equimolarmente y sólo el 2% de la glucosa se va a biomasa, de ahí que se obtenga 1 mol de ATP por mol de glucosa fermentada. La desventaja más importante de Zymomonas mobilis es la limitada variedad de fuentes de carbono que puede metabolizar (glucosa, fructosa y sacarosa).

PRESENTAN LA SIGUIENTES CARACTERISTICAS:

• Tiene capacidad de producción de bioetanol.

• Originalmente fue aislado de las bebidas alcohólicas, de palma africana, el mexicano pulque, y como un contaminante de la sidra y la cerveza en Europa.

• Z. mobilis degrada azúcares a piruvato utilizando la vía de Entner-Doudoroff.

PRINCIPALES VENTAJAS:

• Mayor absorción de azúcar y rendimiento de etanol (hasta 2,5 veces más alta).

• Producción de biomasa inferior.

• Mayor tolerancia al etanol de hasta 16% (v / v).

• No requiere la adición controlada de oxígeno durante la fermentación.

• Susceptibilidad a las manipulaciones genéticas.

Comparación con Saccharomyces cerevisiae en la producción de etanol: Ventajas.

Tolera altas concentraciones de alcohol (127 g/L) y glucosa (300g/L). Posee una alta tasa específica de crecimiento (para Zymomonas mobilis de 10 a 13 h-1y para Saccharomyces cerevisiae de 5 a 6 h-1). Alta productividad. 80 g/L de glucosa son metabolizados por Zymomonas mobilis produciendo una concentración final de 39 g/L de etanol en 9 horas, mientras que Saccharomyces cerevisiae produce 36 g/L de etanol en 11 horas, lo que corresponde a una productividad de 4.3 g/Lh y 3.3 g/Lh respectivamente. Produce alto rendimiento de etanol 0.48 g etanol/g glucosa. Baja producción de biomasa. Por ser un procariote puede ser fácilmente manipulada genéticamente. No requiere control ni adición de oxígeno durante la fermentación. Su membrana plasmática contiene hopanoides, compuestos pentacíclicos similares a los esteroles eucarióticos (permite una adaptación de la membrana a los cambios de temperatura y a concentraciones de etanol de hasta el 10% durante la fermentación). Lleva a cabo la síntesis metabólica de hopanoides que le proporcionan la gran capacidad de crecer y sobrevivir en presencia de etanol . Su necesidad nutricional es simple.

Otras ventajas que presenta para llevar a cabo el proceso, destacándose entre otras por:

• Alta velocidad especifica de consumo de sustrato y de producción de etanol. Rendimientos de etanol cercanos a los máximos teóricos con relativamente baja formación de biomasa.

• Alta tolerancia al etanol hasta del 16% v/v. La facilidad con la que se puede manipular genéticamente.

• La bacteria Zymomonas mobilis realiza la degradación de azúcares a piruvato mediante la ruta de Entner-Doudoroff, esta es una vía más simple que la ruta Embden- Meyerhof y permite una mayor tasa de producción de etanol.

• Mayor velocidad especifica de consumo de sustrato y de producción de etanol (Velocidad especifica 2-3 veces mayor que las levaduras).

• Alto rendimiento para el etanol y bajo para la biomasa comparado con las levaduras, debido a las diferencias en el metabolismo del carbono (Entner-Doudoroff Vs Glucolisis).

• Condiciones simples de crecimiento, pues Zymomonas mobilis es anaerobia (pero no es estricta) y no requiere la adición controlada de oxigeno con el fin de mantener la viabilidad celular a altas concentraciones de etanol, como si pasa con las levaduras.

• Tolerancia al etanol comparable o mayor que las levaduras. Se han reportado concentraciones de etanol

...