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TECNOLOGÍA. Desarrollan un microorganismo que convierte residuos de biomasa en biocombustible

 

Diagrama conceptual para la producción de biocombustibles utilizando microorganismos como materia prima para la biomasa a base de madera. Fuente: Instituto de Ciencia y Tecnología de Corea (KIST)

Desarrollan un microorganismo que duplica el rendimiento de la producción de precursores de biodiesel utilizando "tijeras genéticas" y basado en los principios de la evolución. Se espera que reduzca la liberación de partículas finas y las emisiones de gases de efecto invernadero.

Se sabe que los gases de escape de los automóviles emitidos por vehículos basados ​​en combustibles fósiles, especialmente los que funcionan con diésel, son una fuente importante de polvo fino y gases de efecto invernadero. El uso de biodiésel en lugar de diésel es una forma eficaz de hacer frente al cambio climático provocado por los gases de efecto invernadero al tiempo que se reduce la emisión de polvo finoSin embargo, el método actual de producción de biodiésel mediante el procesamiento químico de aceite vegetal o aceite de cocina de desecho, como el aceite de palma o de soja, es limitado debido a la poca disponibilidad de materias primas.

Por lo tanto, existe un esfuerzo activo para desarrollar biocombustibles mediante la conversión de la biomasa lignocelulósica generada como subproducto de la agricultura o la tala, en lugar de consumir materias primas derivadas de cultivos alimentarios. La biomasa lignocelulósica es una materia prima económica y sostenible que se puede convertir en combustible de motor ecológico a través del metabolismo microbiano.

Vías metabólicas xilóxicas introducidas en cepas de producción de materias primas de diésel. Fuente: Instituto de Ciencia y Tecnología de Corea (KIST)

La Dra. Sun-Mi Lee y su equipo en el Centro de Investigación de Energía Limpia del Instituto de Ciencia y Tecnología de Corea ( KIST ) han anunciado que han desarrollado un microorganismo novedoso capaz de producir precursores de biodiesel a partir de biomasa lignocelulósica como subproductos agrícolas desechados, papel usado y cajas de cartón. Este microorganismo ha logrado un rendimiento de producto el doble de lo que se podía obtener de sus predecesores.

Este novedoso microorganismo puede producir precursores de biodiesel durante el proceso de metabolización de los azúcares contenidos en la biomasa lignocelulósica de la que se alimenta. El azúcar contenido en la biomasa lignocelulósica generalmente se compone de 65-70% de glucosa y 30-35% de xilosa. 

Este descubrimiento facilita la posibilidad de producir precursores de diésel utilizando todos los componentes del azúcar, incluida la xilosa de la biomasa lignocelulósica, y mejorando el rendimiento en comparación con el obtenido en estudios anteriores que empleaban vías metabólicas que tenían problemas de coenzimas sin resolver.

"El biodiésel es un combustible alternativo eficaz que puede reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y las partículas finas sin restringir el funcionamiento de los vehículos existentes que funcionan con diésel, y desarrollamos una tecnología central que puede mejorar la eficiencia económica de la producción de biodiésel", dijo el Dr. Sun-Mi. Lee de KIST. “En un momento como este, cuando sentimos el cambio climático en nuestros huesos debido a los frecuentes tifones y los fenómenos meteorológicos severos, el suministro ampliado de biocombustibles que nos ayuda a enfrentar el cambio climático de manera más rápida y efectiva facilitará la expansión de industrias relacionadas y el desarrollo de tecnología."


Científicos desarrollan un novedoso microorganismo capaz de producir precursores de biodiesel a partir de biomasa lignocelulósica, tales como subproductos agrícolas desechados, papel usado y cajas de cartón.


CONCLUSIONES

En este estudio, los científicos han desarrollado una cepa (YSXID) de Y. lipolytica a base de isomerasa neutra de cofactor que utiliza xilosa que permite la producción de lípidos de alto rendimiento como única fuente de carbono. Una vez que se mejoró la ruta de biosíntesis de lípidos, YSXID convirtió de manera eficiente la glucosa y la xilosa derivadas de hidrolizados lignocelulósicos en lípidos, lo que resultó en el rendimiento más alto jamás informado. Aunque se observó una utilización reprimida de xilosa durante la co-fermentación, la ingeniería adicional para aumentar el suministro de NADPH y la tolerancia hacia compuestos inhibidores podría mejorar significativamente la producción de lípidos. En consecuencia, este estudio muestra el potencial de Y. lipolytica que utiliza xilosa a base de isomerasa como un huésped importante para la producción de aceite microbiano a partir de biomasa lignocelulósica.

Fuente: “High‐yield lipid production from lignocellulosic biomass using engineered xylose‐utilizing Yarrowia lipolytica” , by Sang Do Yook, Jiwon Kim, Gyeongtack Gong, Ja Kyong Ko, Youngsoon Um, Sung Ok Han y Sun ‐ Mi Lee,  19 May 2020, Global Change Biology BioenergyDOI: 10.1111/gcbb.12699

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