Repositorio UFRO · Omeka S

Novel three-phase bioreactor concept for fatty acid alkyl ester production using R. oryzae as whole cell catalyst

Primer Autor	Ciudad, Gustavo
Co-autores	Reyes, Isaac Jorquera, Milko A. Azocar, Laura Wick, Lukas Y. Navia, Rodrigo
Título	Novel three-phase bioreactor concept for fatty acid alkyl ester production using R. oryzae as whole cell catalyst
Editorial	SPRINGER
Revista	WORLD JOURNAL OF MICROBIOLOGY & BIOTECHNOLOGY
Lenguaje	en
Resumen	A novel three-phase solid-gas-liquid bioreactor (SGLB) concept using gaseous alcohol and liquid rapeseed oil with immersed microorganisms overlying a nutrient agar phase (solid) is proposed for biodiesel (fatty acid alkyl esters, FAAE) production based on the high hydrophobicity and negative surface charge showed by the fungi Rhizopus oryzae. This novel bioreactor was thought to increase oil bioavailability and decrease alcohol toxicity for effective microbial growth, reaching high yields of FAAE production without any pretreatment. High growth rates were reached for R. oryzae using a SGLB simultaneously reaching a high FAAE production yield, up to 50% using methanol and up to 70% using ethanol at 144 h of incubation at 20A degrees C. To compare the effect of gaseous alcohol, the same experiments were carried out in a three-phase solid-liquid-liquid bioreactor (SLLB), where the alcohol was added in liquid phase, showing significant R. oryzae growth but no FAAE formation. This suggests that the inhibitory effect of alcohol is more significant in lipase activity than in R. oryzae growth, and the use of alcohol in gaseous phase may decrease both of them. The experimental procedure using SGLB showed that when R. oryzae is maintained alive, it can catalyze at the same time the hydrolysis, esterification and transesterification of triglycerides from rapeseed oil, but its activity strongly depends on the used growth media. Therefore, the application of gaseous alcohol coupled with R. oryzae as immobilized whole cell catalysts may be a potential alternative to the use of commercial lipases for biodiesel production.#Se propone un novedoso concepto de biorreactor trifásico sólido-gas-líquido (SGLB) que utiliza alcohol gaseoso y aceite de colza líquido con microorganismos inmersos sobre una fase de agar nutritivo (sólido) para la producción de biodiesel (ésteres alquílicos de ácidos grasos, FAAE). Este biorreactor se basa en la alta hidrofobicidad y la carga superficial negativa que presenta el hongo Rhizopus oryzae. Se cree que este novedoso biorreactor aumenta la biodisponibilidad del aceite y disminuye la toxicidad del alcohol para un crecimiento microbiano eficaz, logrando altos rendimientos de producción de FAAE sin ningún pretratamiento. Se alcanzaron altas tasas de crecimiento para R. oryzae utilizando un SGLB, alcanzando simultáneamente un alto rendimiento de producción de FAAE, hasta un 50% utilizando metanol y hasta un 70% utilizando etanol a las 144 h de incubación a 20 °C. Para comparar el efecto del alcohol gaseoso, se llevaron a cabo los mismos experimentos en un biorreactor sólido-líquido-líquido trifásico (SLLB), donde el alcohol se añadió en fase líquida, mostrando un crecimiento significativo de R. oryzae pero sin formación de FAAE. Esto sugiere que el efecto inhibidor del alcohol es más significativo en la actividad de la lipasa que en el crecimiento de R. oryzae, y el uso de alcohol en fase gaseosa puede disminuir ambos. El procedimiento experimental utilizando SGLB mostró que cuando R. oryzae se mantiene vivo, puede catalizar simultáneamente la hidrólisis, esterificación y transesterificación de triglicéridos del aceite de colza, pero su actividad depende fuertemente del medio de cultivo utilizado. Por lo tanto, la aplicación de alcohol gaseoso junto con R. oryzae como catalizadores de células enteras inmovilizadas puede ser una alternativa potencial al uso de lipasas comerciales para la producción de biodiesel.
Tipo de Recurso	artículo original
Description	This work was sponsored by the Chilean FONDECYT Project 3080021. This work was partially supported by Industry Thesis Project TPI-16/2008, Chilean FONDEF Project D05I10391, and FONDECYT project 1090382 from CONICYT. M. A. Jorquera acknowledges to Bicentenary Program in Science and Technology project PSD26 and FONDECYT project 11080159. Este trabajo fue patrocinado por el proyecto chileno FONDECYT 3080021. Este trabajo recibió apoyo parcial del proyecto de tesis industrial TPI-16/2008, el proyecto chileno FONDEF D05I10391 y el proyecto FONDECYT 1090382 de CONICYT. M. A. Jorquera agradece al programa del Bicentenario en Ciencia y Tecnología (proyecto PSD26) y al proyecto FONDECYT 11080159.
doi	10.1007/s11274-011-0719-1
Formato Recurso	pdf
Palabras Claves	Lipase producing microorganisms Whole cell Biodiesel Alcohol inhibition Rhizopus oryzae biodiesel-fuel production biomass support particles lipase production carbon-sources oil biocatalysts system transesterification methanolysis bacteria Microorganismos productores de lipasa Célula entera Biodiesel Inhibición por alcohol Rhizopus oryzae producción de biodiesel partículas de soporte de biomasa producción de lipasa fuentes de carbono aceite biocatalizadores sistema transesterificación metanólisis bacterias
Ubicación del archivo	http://dx.doi.org/10.1007/s11274-011-0719-1
Materias	Lipase producing microorganisms Whole cell Biodiesel Alcohol inhibition Rhizopus oryzae biodiesel-fuel production biomass support particles lipase production carbon-sources oil biocatalysts system transesterification methanolysis bacteria Microorganismos productores de lipasa Célula entera Biodiesel Inhibición por alcohol Rhizopus oryzae producción de biodiesel partículas de soporte de biomasa producción de lipasa fuentes de carbono aceite biocatalizadores sistema transesterificación metanólisis bacterias
Disciplinas de la OCDE	Bioproductos (Productos que se manufacturan usando biotecnología como materia prima), Biomateriales, Bioplásticos, Biocombustibles, Químicos Brutos y Finos, Bioderivados, Materiales nuevos Bioderivados#Biotecnología Industrial#Tecnología de Bioprocesamiento, Biocatálisis y Fermentación
Título de la cita (Recomendado-único)	Novel three-phase bioreactor concept for fatty acid alkyl ester production using R. oryzae as whole cell catalyst
Revista/Libro	WORLD JOURNAL OF MICROBIOLOGY & BIOTECHNOLOGY
Tipo de ruta	suscripción
Access Rights	restringido
Derechos de acceso	restringido
Idioma	en
Identificador del recurso (Mandatado-único)	artículo original
Versión del recurso (Recomendado-único)	versión publicada
Entidad financiadora	ANID CONICYT FONDECYT 3080021#ANID CONICYT FONDECYT D05I10391 Industry Thesis Project TPI-16/2008 ANID CONICYT 1090382 Bicentenary Program in Science and Technology PSD26 ANID CONICYT FONDECYT 11080159
Referencia del Financiador (Mandatado si es aplicable-repetible)	ANID CONICYT FONDECYT 3080021 ANID CONICYT FONDECYT D05I10391 Industry Thesis Project TPI-16/2008 ANID CONICYT 1090382 Bicentenary Program in Science and Technology PSD26 ANID CONICYT FONDECYT 11080159
Editorial	SPRINGER
ISSN	0959-3993
Página de inicio (Recomendado-único)	2505
Página final (Recomendado-único)	2512
Categoría WOS	Biotechnology & Applied Microbiology Biotecnología y Microbiología Aplicada
Formato	pdf
Id de Web of Science	WOS:000295506000003