Purificación de ácido láctico obtenido a partir de un proceso fermentativo de jarabe de yuca, empleando resinas de intercambio iónico

Autores/as

  • Joan Quintero Universidad de Antioquia
  • Alejandro Acosta Universidad de Antioquia
  • Carlos Mejía Universidad de Antioquia
  • Rigoberto Ríos Universidad de Antioquia
  • Ana María Torres Universidad de Antioquia

DOI:

https://doi.org/10.17533/udea.redin.14225

Palabras clave:

Lactobacillus brevis, resinas de intercambio iónico, isotermas de adsorción, ácido láctico

Resumen

En el presente trabajo se evaluo la producción de ácido láctico (AL) vía fermentativa, y su posterior separación mediante un sistema de resinas de intercambio iónico. Para la biosíntesis de AL se usó la cepa Lactobacillus brevis la cual fue cultivada bajo condiciones anaeróbicas usando un medio de bajo contenido nutricional a base de hidrolizado de yuca, denominado HY1. Para una cinética de cultivo de 120 h, en un biorreactor de 7,5 L, la más alta concentración de AL encontrada fue 24,3 +/- 0,07 g AL/L, con una productividad de 0,20 g/L/h, a pH 6,5 y 38ºC. Para la recuperación del AL se usaron las resinas de intercambio iónico Amberlite IRA-400 e IR-120. Inicialmente se determinó la isoterma de adsorción de AL (25°C) sobre la resina Amberlite IRA-400 activada en su forma Cl-, OH- y HSO4 2-. La forma Cl- de la resina activada fue evaluada a pH 5, mientras que la forma OH fue evaluada a pH 3,5 y 6,3. El más alto contenido de adsorbato fue 0,59 +/- 0,03 g AL/g resina at pH 6,3 , cuando la resina esta activada en su forma OH-. Seguidamente, se desarrollaron las curvas de ruptura en la resina Amberlite IRA-400 a pH 3 y 5, y 0,5 y 1mL/min de flujo de alimentación. La máxima concentración de AL adsorbida fue 0,109 +/- 0,005 g AL/g resina a pH 3 y 0,5 mL/min. Finalmente, la recuperación de AL se evaluó en un sistema de columnas en serie empacadas con las resinas Amberlite IRA-400 e IR-120; La recuperación de AL fue 77% y 73%, cuando el sistema se ajustó en 0,5mL/min, 25°C, pH 3 y 5, respectivamente.

|Resumen
= 383 veces | PDF
= 157 veces|

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Biografía del autor/a

Joan Quintero, Universidad de Antioquia

Grupo de Biotransformación. Escuela de Microbiología.

Alejandro Acosta, Universidad de Antioquia

Grupo de Biotransformación. Escuela de Microbiología.

Carlos Mejía, Universidad de Antioquia

Grupo de Biotransformación. Escuela de Microbiología.

Rigoberto Ríos, Universidad de Antioquia

Grupo de Bioprocesos.

Ana María Torres, Universidad de Antioquia

Grupo de Bioprocesos.

Citas

S. Cock, A. Rodríguez. “Producción biotecnológica de ácido láctico: estado del arte. Sociedad Mexicana de nutrición y tecnología de alimentos”. Ciencia y tecnología alimentaria. Vol. 5. 2005. pp. 54-65.

S. Ahmad, E. Vasheghani. “In situ separation of lactic acid from fermentation broth using ion exchange resins”. J. Ind. Microbiol. Biotechnol. Vol. 35. 2008. pp. 1229-1233. DOI: https://doi.org/10.1007/s10295-008-0418-6

T. Harington, Md. Hossain. “Extraction of lactic acid into sunflower oil and its recovery into an aqueous solution”. Desalination. Vol. 218. 2008. pp. 287-296. DOI: https://doi.org/10.1016/j.desal.2007.02.024

Y. Wee, J. Kim, H. Ryu. “Biotechnological production of lactic acid and its recent applications”. Food Technolog. Biotechnol. Vol. 44. 2006. pp.163-172.

P. Sneath. Bergey’s. Manual of systematic bacteriology. Ed. Williams and Wilkins Baltimore. London, UK. 1984. pp. 175-181.

K. Hofvendahl, H. Hhanhägerdal. “Factors affecting the fermentative lactic acid production from renewable resource. Enzyme and Microbial Technology. Vol. 26. 2000. pp. 87-107. DOI: https://doi.org/10.1016/S0141-0229(99)00155-6

L. Serna, A. Rodríguez. “Producción Biotecnológica de ácido láctio: Estado del arte”. Cienc tecnol. Aliment. Vol. 5. 2005. pp. 54-65. DOI: https://doi.org/10.1080/11358120509487672

M. Järvinen, L. Myllykosk, R. Keiski, J. Sohlo. “Separation of lactic acid from fermented broth by reactive extraction”. Bioseparation. Vol. 9. 2000. pp.163-166. DOI: https://doi.org/10.1023/A:1008183322075

A. Persson, A. Jönsson, G. Zacchi. “Separation of lactic acid-producing bacteria from fermentation broth using a ceramic microfiltration membrane with constant permeate flow”. Biotechnol. Bioeng. Vol. 72. 2001. pp. 269-277. DOI: https://doi.org/10.1002/1097-0290(20010205)72:3<269::AID-BIT3>3.0.CO;2-H

A. Sosa, A. Ochoa, N. Perotti. “Modeling of direct recovery of lactic acid from whole broths by ion exchange adsorption”. Bioseparation. Vol. 9. 2000. pp. 283-289. DOI: https://doi.org/10.1023/A:1011165810823

A. Moldes, J. Alonso, J. Parajó. “Recovery of lactic acid from simultaneous saccharification and fermentation media using anion exchange resins”. Biop. Biosystem Eng. Vol. 25. 2003. pp. 357-363. DOI: https://doi.org/10.1007/s00449-002-0316-7

K. Lee. “A media design program for lactic acid production coupled with extraction by electrodialysis”. Bioresource Technology. Vol. 96. 2005. pp. 1505-1510. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biortech.2004.11.010

J. Chol, W. Hong. “Recovery of lactic acid by batch distillation with chemical reactions using ion exchange resin”. Journal of chemical engineering of Japan. Vol. 32. 1999. pp. 184-189. DOI: https://doi.org/10.1252/jcej.32.184

W. Tong. “Purification of L(+)-lactic acid from fermentation broth with paper sludge as a cellulosic feedstock using weak anion exchanger Amberlite IRA- 92”. Bioch. Eng. Journal. Vol. 18. 2004. pp. 89-96. DOI: https://doi.org/10.1016/S1369-703X(03)00170-0

M. Fernández, R. de la Vega. Planta de producción de ácido láctico alimentario. Desarrollo de la ingeniería del proceso y del proyecto industrial. Universidad de Oviedo. 2006. Disponible en: http://aeipro.com/congreso_03/pdf. Consultado en mayo 19 de 2009.

Y. González, G. Vaccari, E. Dosi, A. Trilli, M. Rossi, D. Matteuzzi. “Enhanced production of l(+)-lactic acid in chemostat by Lactobacillus casei DSM 20011 using ion-exchange resins and cross-flow filtration in a fully automated pilot plant controlled via NIR”. Biotechnol. Bioeng. Vol. 67. 2000. pp. 147- 156. DOI: https://doi.org/10.1002/(SICI)1097-0290(20000120)67:2<147::AID-BIT4>3.0.CO;2-F

X. Cao, H. Yun, Y. Koo. “Recovery of (+)-lactic acid by anion exchange resin Amberlite IRA-400”. Biochem. Eng. J. Vol. 11. 2002. pp. 189-196. DOI: https://doi.org/10.1016/S1369-703X(02)00024-4

Y. Zheng, X. Ding, P. Cen, C. Yang, G. Tsao. “Lactic acid fermentation and adsorption on PVP. Appl. Biochem. Biotechnol. Vols. 57/58. 1996. pp. 627-632. DOI: https://doi.org/10.1007/BF02941743

G. Vaccari, A. González, L. Anna, E. Dosi, P. Brigidi, D. Matteuzzi. “Fermentative production of L-lactic acid by Lactobacillus casei DSM 20011 and product recovery using ion exchange resins”. Applied Microbiology and Biotechnology. Vol. 40. 1993. pp. 23-27. DOI: https://doi.org/10.1007/BF00170423

M. Hussain, D. Rouch, M. Britz. “Biochemistry of nonstarter lactic acid bacteria isolate Lactobacillus casei GCRL163: Production of metabolites by stationaryphase cultures”. International Dairy Journal. Vol. 19. 2009. pp. 12-21. DOI: https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2008.07.004

M. Siebold, P. Frieling, R. Joppien, D. Rindfleisch, K. Schügerl, H. Röper. “Comparison of the production of lactic acid by three different lactobacilli and its recovery by extraction and electrodialysis”. Process biochemistry. Vol. 30. 1995. pp. 81-95. DOI: https://doi.org/10.1016/0032-9592(95)95708-Q

J. Kious. Lactobacillus and lactic acid production. Tesis. Applied biological science branch. Le Tourneau university. Golden, Colorado (USA). 2000. pp. 15-21.

F. Dechow. Separation and Purification Techniques in Biotechnology. Ed. William Andrew. New York, EEUU 1989. pp. 42-58.

A. Zerquera, G. Pérez, I. Díaz, S. Delgado, R. de Armas, S. Leyva. “Resinas de intercambio iónico para prolongar la liberación de los fármacos”. Rev. Cubana Farm. Vol. 34. 2000. pp. 196-206.

F. Chenlo, R. Moreira, L. Chaguri, F. Santos. “Isotermas de desorción de pimiento sde padrón (Capsicum annuuml. Var. Longum)”. Ciencia y tecnologia alimentaria. Vol 5. 2005. pp. 18-24. DOI: https://doi.org/10.1080/11358120509487666

R. Perry, D. Green. Adsorption and ion Exchange. Perry’s Chemical Engineer’s Handbook. 7th ed. Ed. McGraw-Hill. New York (USA). 1997. Vol. 4. pp. 16/12 -16/15

J. Avilla. “Lo Esencial acerca del intercambio iónico”. Resintech Inc. Available in: http://javilla@resintech.com. Accessed 19 may 2009.

Descargas

Publicado

2013-01-27

Cómo citar

Quintero, J., Acosta, A., Mejía, C., Ríos, R., & Torres, A. M. (2013). Purificación de ácido láctico obtenido a partir de un proceso fermentativo de jarabe de yuca, empleando resinas de intercambio iónico. Revista Facultad De Ingeniería Universidad De Antioquia, (65), 139–151. https://doi.org/10.17533/udea.redin.14225