1. RIUdeG
  2. Tesis
  3. Maestría
  4. CUCEI
Por favor, use este identificador para citar o enlazar este ítem: https://hdl.handle.net/20.500.12104/83811
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dc.contributor.authorVelasco Rodríguez, Sandra-
dc.date.accessioned2021-10-03T03:37:46Z-
dc.date.available2021-10-03T03:37:46Z-
dc.date.issued2019-01-31-
dc.identifier.urihttps://wdg.biblio.udg.mx-
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.12104/83811-
dc.description.abstractEl ácido succínico es el nombre convencional del ácido butanodioico, es un ácido dicarboxílico que tiene la fórmula molecular de C4H6O4 (Song y Yup, 2006). En la actualidad este ácido tiene varias aplicaciones, una de ellas es producir polímeros biodegradables. Este ácido se produce principalmente por vía química, pero es un proceso con altos costos y contaminación. Obtenerlo por vía biológica es una alternativa altamente atractiva. Varias cepas son productoras de este ácido, Actinobacillus succinogenes sobresale entre todas por producir este ácido en altas concentraciones. Los residuos de la industria del tequila (bagazo y hojas de agave) son material barato y abundante que por su composición química (hemicelulosa y celulosa) se pueden obtener azúcares fermentables, sometiéndolos a pre-tratamientos. Para el presente trabajo se obtuvieron hojas y bagazo de agave del Consejo Regulador del Tequila; para el caso del bagazo se realizaron hidrólisis ácida con HCl al 3%, hidrólisis enzimática con el complejo Celucyme e hidrólisis ácido-enzimática (HCl/celucyme), donde de este último tratamiento se obtuvo la más alta concentración de azúcares 58.12 g/L, sin embargo, de la fermentación de los monosacáridos obtenidos de la hidrólisis enzimática se obtuvo la mejor concentración de ácido succínico 22.90 g/L, y bajas concentraciones de ácido fórmico y acético (2.09 g/L y 2.13 g/L respectivamente). En fermentaciones con hidrolizados ácidos se presentó inhibición, esto se le puede atribuir a HCl residual, ya que la resina no elimina por completo el ácido. El jugo de las hojas de agave se sometió a varios tratamientos (floculación, floculación-carbón activado, floculación–diatomita), para eliminar ceras, proteínas y saponinas que son inhibidores para A. succinogenes, sin embargo, al someter al jugo sin tratamiento a fermentación con A. succinogenes se obtuvo la más alta concentración de ácido succínico 18.30 g/L.-
dc.description.tableofcontentsINDICE………………………………………………………………………………………………… vi INDICE DE FIGURAS………………………………………………………………………............. x INDICE DE TABLAS…………………………………………………………………………………. xii ABREVIATURAS…………………………………………………………………………………….. xiii RESUMEN……………………………………………………………………………………………. xiv INTRODUCCIÓN…………………………………………………………………………………….. 1 JUSTIFICACIÓN…………………………………………………………………………………….. 3 HIPÓTESIS…………………………………………………………………………………………… 4 OBJETIVOS………………………………………………………………………………………….. 5 Objetivo general……………………………………………………………………………………… 5 Objetivos particulares……………………………………………………………………………….. 5 CAPÍTULO 1. MARCO TEORICO Y ANTECEDENTES………………………………………… 6 1.1 Ácido succínico…………………………………………………………………………………... 6 1.2 Aplicaciones del ácido succínico……………………………………………………………….. 6 1.3 Formas de obtención del ácido succínico…………………………………………………..... 7 1.3.1 Vía química…………………………………………………………………………………... 7 1.3.2 Vía fermentativa……………………………………………………………………………... 7 1.4 Mercado y producción del ácido succínico……………………………………………………. 8 1.5 Microorganismos productores de ácido succínico…………………………………………… 9 1.6 Producción de ácido succínico por Actinobacillus succinogenes…………………………... 10 1.6.1 Ruta metabólica para la producción de ácido succínico………………………………… 11 1.6.2 Estudios cinéticos para producción de ácido succínico con A. succinogenes……….. 12 1.6.3 Medios de cultivo para A. succinogenes………………………………………………….. 13 1.6.4 Residuos industriales utilizados como sustrato por A. succinogenes…………………. 14 1.7 Residuos de la industria del Tequila…………………………………………………………… 15 ii 1.7.1 Usos del bagazo y de las hojas de agave………………………………………………… 16 1.7.2 Composición química del bagazo de agave……………………………………………… 16 1.7.3 Composición química de las hojas de agave…………………………………………….. 20 1.8 Hidrólisis de residuos lignocelulósicos………………………………………………………… 21 1.8.1 Hidrólisis ácida……………………………………………………………………………..... 22 1.8.2 Hidrólisis enzimática………………………………………………………………………… 24 1.8.3 Hidrólisis ácido-enzimática…………………………………………………………………. 27 1.8.4 Tratamiento de productos de hidrólisis……………………………………………………. 27 1.9 Uso de bagazo de agave como sustrato …………………………………………………….. 28 1.10 Eliminación de compuestos indeseables del jugo de agave …………………………… 29 CAPÍTULO 2. MATERIALES Y MÉTODOS………………………………………………………. 31 2.1 Extracción de azúcares del bagazo de agave……………………………………………….. 32 2.1.1 Preparación del bagazo y hojas de agave………………………………………………….. 32 2.1.2 Hidrólisis ácida de bagazo de agave……………………………………………………….. 32 2.1.3 Hidrólisis enzimática de bagazo de agave………………………………………………….. 33 2.1.4 Hidrólisis ácido- enzimática de bagazo de agave………………………………………….. 33 2.2 Extracción de azúcares del jugo de las hojas de agave…………………………………….. 34 2.2.1 Tratamiento de floculación por calor aplicado al jugo …………………………………….. 34 2.2.2 Pos-tratamiento con carbón activado o diatomita aplicado al jugo que se floculó con calor……………………………………………………………………………………………………. 34 2.3 Producción de ácido succínico a partir de residuos de la industria tequilera tratados…... 35 2.3.1 Microorganismo…………………………………………………………………………. 35 2.3.2 Conservación de la bacteria y preparación del inoculo…………………………………… 35 2.3.3 Condiciones de fermentación ……………………………………………………………….. 35 2.3.4 Medio de cultivo para fermentación con A. succinogenes……………………………….. 36 2.4 Métodos analíticos y cálculo de parámetros cinéticos………………………………………. 37 2.4.1 Determinación de la concentración de biomasa…………………………………………… 37 ii 2.4.2 Cuantificación de azúcares…………………………………………………………………… 37 2.4.3 Cuantificación de ácidos orgánicos…………………………………………………………. 38 2.4.4 Calculo de parámetros cinéticos…………………………………………………………….. 38 CAPÍTULO 3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN……………………………………………………. 41 3.1 Evaluación de la hidrólisis ácida y/o enzimática de bagazo de agave………………......... 41 3.1.1 Hidrólisis ácida de bagazo de agave………………………………………………………... 41 3.1.2 Hidrólisis enzimática de bagazo de agave………………………………………………….. 42 3.1.3 Hidrólisis ácido-enzimática de bagazo de agave………………………………………….. 43 3.2 Producción de ácido succínico por fermentación con hidrolizados de bagazo de agave y células de A. succinogenes en reactor por lote………………………………………………… 45 3.2.1 Comparación de la degradación de azúcares provenientes de la hidrólisis ácida, enzimática y ácido-enzimática en fermentación con A. succinogenes………………………… 48 3.2.2 Comparación del crecimiento celular de A. succinogenes a partir de azúcares de la hidrólisis ácida, enzimática y ácido-enzimática ………………………………………………….. 49 3.2.3 Comparación de la producción de ácido succínico por A. succinogenes a partir de azúcares obtenidos de la hidrólisis ácida, enzimática y ácido-enzimática……………………. 50 3.2.4 Comparación de la producción de ácido acético por A. succinogenes a partir de azúcares de la hidrólisis ácida, enzimática y ácido-enzimática ………………………………… 51 3.2.5 Comparación de la producción de ácido fórmico por A. succinogenes a partir de azúcares de la hidrólisis ácida, enzimática y ácido-enzimática ………………………………… 53 3.2.6 Parámetros cinéticos la producción de ácido succínico con hidrolizados de bagazo de agave …………………………………………………………………………………………………. 54 3.3 Obtención del jugo de hojas de agave……………………………………………………….. 57 3.3.1 Proceso de floculación por calor aplicado al jugo de agave para la eliminación de ceras y proteínas ………………………………………………………………………………… 58 3.3.2 Pos-tratamiento con carbón activado o diatomita para eliminación de saponinas del jugo ……………………………………………………………………………………………………. 59 3.4 Producción de ácido succínico por fermentación con jugo de hojas de agave y células de A. succinogenes en reactor por lote…………………………………………………………… 60 3.4.1 Comparación de la degradación de azúcares provenientes de los diferentes tratamientos del jugo de las hojas de agave en fermentación con A. succinogenes…………. 63 3.4.2 Comparación de la degradación de azúcares provenientes de los diferentes tratamientos del jugo de las hojas de agave en fermentación con A. succinogenes………… 64 ii 3.4.3 Comparación del crecimiento celular de A. succinogenes a partir de los azúcares obtenidos del jugo de las hojas de agave y sin tratamiento de purificación…….………......... 65 3.4.4 Comparación de la producción de ácido acético por A. succinogenes utilizando los azúcares del jugo de las hojas de agave y sin tratamiento de purificación…….……….......... 67 3.4.5 Comparación de la producción de ácido fórmico por A. succinogenes utilizando los azúcares del jugo de las hojas de agave y sin tratamiento de purificación…….………........... 68 3.4.6 Parámetros cinéticos de la producción de ácido succínico con jugo de hojas de agave………………………………………………………………………………………………….. 69 CAPÍTULO 4. CONCLUSIONES…………………………………………………………………… 72 CAPÍTULO 5. PERSPECTIVAS……………………………………………………………………. 74 REFERENCIAS………………………………………………………………………………………. 75 ANEXOS………………………………………………………………………………………………. 85-
dc.formatapplication/PDF-
dc.language.isospa-
dc.publisherBiblioteca Digital wdg.biblio-
dc.publisherUniversidad de Guadalajara-
dc.rights.urihttps://www.riudg.udg.mx/info/politicas.jsp-
dc.titleExtracción de azúcares a partir de residuos de Agave tequilana para la producción de ácido succínico por fermentación-
dc.typeTesis de Maestría-
dc.rights.holderUniversidad de Guadalajara-
dc.rights.holderVelasco Rodríguez, Sandra-
dc.coverageGUADALAJARA, JALISCO-
dc.type.conacytmasterThesis-
dc.degree.nameMAESTRIA EN CIENCIAS EN INGENIERIA QUIMICA-
dc.degree.departmentCUCEI-
dc.degree.grantorUniversidad de Guadalajara-
dc.degree.creatorMAESTRIA EN CIENCIAS EN INGENIERO EN QUIMICA-
dc.contributor.directorPelayo Ortiz, Carlos-
dc.contributor.codirectorCorona González, Rosa Isela-
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