Revalorización de residuos lignocelulósicos para la producción de polihidroxialcanoatos

Abstract

[ES] La gestión de subproductos y residuos agroalimentarios constituye un problema para agricultores y empresas agroalimentarias. Es necesario avanzar en el conocimiento de qué compuestos se pueden valorizar, a partir de qué residuos y cómo hay que hacerlo para que realmente sea sostenible la valorización desde un punto de vista económico y medioambiental. En este contexto es sumamente importante continuar trabajando en esa línea para afrontar con éxito los retos frente al cambio climático y los Objetivos de Desarrollo Sostenible. El procesado biotecnológico de los residuos de biomasa, con diferentes microorganismos, permite producir bioplásticos como los polihidroxialcanoatos (PHAs), utilizables en el envasado de alimentos que, por su carácter biodegradable, puedan contribuir a reducir el impacto ambiental asociado al uso y acumulación de plásticos sintéticos. En este trabajo se plantea la revalorización de paja de arroz mediante la obtención de hidrolizados para el cultivo de Haloferax mediterranei. El residuo de extracción subcrítica sin y con blanqueado así como la paja de arroz sin tratamiento previo se someterán a hidrólisis enzimática con celulasas. Se cuantificará la concentración de azúcares reductores en el hidrolizado para identificar su potencial como medio de cultivo de la arquea productora de PHAs. Este trabajo de fin de grado está totalmente alineado con varios de los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS), como la buena salud y el bienestar (ODS 3), el agua limpia y el saneamiento (ODS 6), el trabajo decente y el crecimiento económico (ODS 8), la industria , innovación e infraestructura (ODS 9), consumo y producción responsables (ODS 12), vida submarina (ODS 14) y vida en la tierra (ODS 15).

[EN] The management of by-products and agri-food waste is a problem for farmers and agri-food companies. It is necessary to advance in the knowledge of which compounds can be recovered, from which waste, and how to do it so that recovery is sustainable from an economic and environmental point of view. The biotechnological processing of biomass waste, with different microorganisms, allows the production of bioplastics such as polyhydroxyalkanoates (PHAs), usable in several industries for different applications can contribute to reducing the environmental impact associated with the use and accumulation of synthetic plastics. In this work, the revaluation of rice straw is proposed by obtaining hydrolysates for the culture of Haloferax mediterranei. The subcritical extraction residue with and without bleaching and the rice straw without pre-treatment were subjected to enzymatic hydrolysis with cellulases. The obtention of the different residue samples was successful, together with their hydrolysis, where some parameters regarding enzyme accessibility should be taken into account, and can be perfected for future experiments. The concentration of reducing sugars in the hydrolysate was quantified to identify its potential as a culture medium for the PHA-producing archaea. Although the dinitrosalicylic acid (DNS) assay had to be discarded, the HPLC rendered good results in the determination of the best hydrolysate for biopolymer production. The sample chosen was the residue obtained from subcritical water extraction (SWE) under consideration of the hydrolysate's glucose concentration, saccharification level, and environmental friendliness. Haloferax mediterranei growth and PHA production were good for a first approach, although the optimization of the processes must continue, adjusting parameters and doing more tests. This bachelor¿s thesis is fully aligned with several of the Sustainable Development Goals (SDG), such as good health and well-being (SDG 3), clean water and sanitation (SDG 6), decent work and economic growth (SDG 8), industry, innovation, and infrastructure (SDG 9), responsible consumption and production (SDG 12), underwater life (SDG 14) and life on land (SDG 15).