Aprovechamiento del permeato de lactosuero para la obtención de
ácido L-láctico en un reactor de células inmovilizadas
IATA
Tomás Bolumar, Vicente Monedero y Gaspar Pérez Martínez
Departamento de Biotecnología, Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos, CSIC, Apdo. Correos 73,
46100 – Burjassot, Valencia
Permeato + Extracto
Levadura
RESÚMEN
Permeato
El principal objetivo de este trabajo fue establecer un procedimiento piloto para la producción de ácido L-láctico en sistema continuo a partir de permeato de suero lácteo. Para ello se utilizó
En el sistema piloto adaptado se obtuvo una productividad de 5 g / l·h de ácido láctico, con una tasa de dilución de Reactor
0’111:l/h.
250 mlGracias a que la cepa utilizada produce de forma predominante ác
Reactor 2: 2.000 ml
Reactor de conversión
Reactor de biomasa
Efluyente
Rico en Láctico
1.- MICROORGANISMO FERMENTATIVO
2.- ACONDICIONAMIENTO DEL SUSTRATO
3.- ESQUEMA DEL REACTOR
4.- EVALUACIÓN DE LA CAPACIDAD CATALÍTICA DEL SISTEMA
1
4
MICROORGANISMO FERMENTATIVO
EVALUACIÓN DE LA CAPACIDAD CATALÍTICA DEL SISTEMA
Lactobacillus casei CRL686 (ahora L. rhamnosus)
Excelente crecimiento en lactosa y producción de >90% del isómero L-láctico
ACONDICIONAMIENTO DEL SUSTRATO
Lactosuero y Permeato son medios pobres
para sostener crecimiento óptimo
Adición de 5 g/l de Extracto de Levadura
60
50
50
Concentración (g/ L)
Concentración (g/ L)
2
60
40
30
20
10
0
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
D-lactico
L-lactico
40
30
D+L-lactico
20
S residual (lactosa)
10
0
1,4
0,0
0,1
Tasa de dilución (1/ h)
Las proteínas remanentes coagulan con el
calor pudiendo obstruir el reactor
Pretratamiento 3h a 50 ºC con proteasas
(Flavourzyme® o Neutrasa®,
Novoenzymes, Novo Nordisk)
0,2
0,3
0,4
0,5
Tasa de dilución (1/ h)
Alto grado de pureza en L- láctico > 90 % y alto rendimiento
lactico producido/ lactosaconsumida
1
,
6
1
0
0
9
8
1
,
4
9
6
9
2
ESQUEMA DEL REACTOR
R1 + R2
0
,
8
8
8
Permeado de
lactosuero
8
6
0
,
6
8
4
0
,
4
8
2
(gláctioprducio/glatsconumida)
Permeado de lactosuero
+ Extracto de levadura
1
,
0
9
0
%ácidoL-ltc
3
Reactor 1 (R1)
Reactor 2 (R2)
1
,
2
9
4
8
0
0 2 4 6 81
01
21
4
0
,
2
0 2 4 6 81
01
21
4
F
l
u
j
o
(
m
L
/
m
i
n
)
S01
F
l
u
j
o
(
m
L
/
m
i
n
)
S02
Productividad, tasa de conversión y pureza de L-láctico del SISTEMA
1
2
F1
F2
1
2
0
1
0
1
0
0
8
8
0
Contro de
pH
(%)
6
0
(gácidoltc/Lh)
Control de
pH
6
Productividad (g ácido láctico/l·h)
Conversión (g lactosa entrante/ g lactosa consumida)
Pureza (g ácido L-láctico/ g acido D- y L -láctico)
Control de
Tª
Control de
Tª
EFLUENTE
RICO EN
ÁCIDO
L-LÁCTICO
4
4
0
2
0
0
,
0
2
0
0
,
1
0
,
2
0
,
3
0
,
4
0
,
5
T
a
s
a
d
e
d
i
l
u
c
i
ó
n
(
1
/
h
)
Base
Base
V1
CONCLUSIONES
V2
Tª 40 ºC, pH 5.3,
Conversión lactosa = 100 %
D01=F1/V1
D2=(F1+F2)/V2
Reactor 1:
Reactor de biomasa
Tasa de dilución máxima 0.11 (l/ h) (100% conversión)
Reactor 2:
Reactor de conversión
Bioreactor de células inmovilizadas adaptado de Bruno-Barcena et al.,
1999 Appl Microbiol Biotechnol 51:316-324
Productividad = 5 g ácido láctico/ l·h
L-láctico > 90 %
Estimaciones para el escalado (R2= 10 litros):
Flujo de 1 litro/hora
producción de 1 Kg/día de L-láctico
AGRADECIMIENTOS
Quisiéramos manifestar nuestro agradecimiento al Dr. José Manuel Bruno Bárcena que ha actuado como asesor de este proyecto, por sus
valiosos consejo para poner en marcha el proceso y al PROIMI y CERELA por la cesión de la cepa de L. casei CRL686.
Descargar

Aprovechamiento del permeato de lactosuero para la