Sugarcane molasses and vinasse as a substrate for polyhydroxyalkanoates (PHA) production

Abstract

ABSTRACT: Polyhydroxyalkanoates (PHA) are fully biodegradable biopolymers of microbial origin, with physicochemical characteristics similar to those of conventional synthetic plastics. However, their current production is highly expensive mainly due to the substrate or culture medium employed. In this research, a mixture of cane molasses and residual vinasse from the alcohol industry was evaluated as a substrate using the reference strain Ralstonia eutrophaATCC 17699 to produce PHAs. The results showed the potential of the mixture as a culture medium, after reaching polymer concentrations of 3.17 g/L in MSM medium and 2.71 g/L in M/V medium with a molasses/vinasse ratio of 25/75. There was a sugar (sucrose,fructose, and glucose) consumption yield of 70.7%, and a biopolymer accumulation of 97.8% with respect to the biomass produced. The biopolymer characterization showed a correlation with the standard polyhydroxybutyrate sample - PHB of 99.25%.

RESUMEN: Los Polihidroxialcanoatos (PHAs) son biopolímeros de origen microbiano totalmente biodegradables con características físicoquímicas similares a los plásticos sintéticos convencionales, sin embargo, su producción actual es altamente costosa debido principalmente al sustrato o medio de cultivo. En esta investigación se evaluó como sustrato, una mezcla de melaza de caña y vinaza residuales de la industria licorera empleando la cepa referencia Ralstonia eutrophaATCC 17699 para la producción de PHAs. Los resultados obtenidos mostraron potencial en el uso de este medio de cultivo, alcanzando concentraciones de polímero de 3,17 g/L en medio MMS y de 2,71 g/L en el medio M/V con una relación melaza/vinaza de 25/75. El rendimiento de consumo de azucares (sacarosa, fructosa y glucosa) fue del 70,7% y una acumulación del biopolímero del 97,8% respecto a la biomasa producida. La caracterización del biopolímero presento una correlación con la muestra patrón de polihidroxibutirato - PHB del 99,25%.