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Libro de resúmenes AUGM - Diseño y desarrollo de una estrategia biotecnológica para la producción de estirenos a partir de biomasa lignocelulósica
Congreso
Fecha:
2020Editorial y Lugar de Edición:
AUGMResumen *
Las industrias agrícola, alimentaria y papelera desechan una inconmensurable cantidad de biomasa lignocelulósica a nivel mundial. Ésta representa una fuente ideal de compuestos orgánicos de origen renovable para la producción de bienes y servicios, siendo una prometedora alternativa al uso de recursos fósiles, iniciativa que se enmarca en el concepto de Biorrefinerías. Los estirenos son compuestos aromáticos volátiles que confieren aromas y sabores a alimentos y bebidas. También se utilizan como monómeros en la fabricación de plásticos. Su producción industrial emplea benceno y etileno, tradicionales derivados del petróleo, y requiere catalizadores inorgánicos, altas temperaturas y múltiples etapas de síntesis. Con el objetivo de disponer de una estrategia biotecnológica de producción de estirenos a partir de biomasa lignocelulósica que sea acorde a los principios del Desarrollo Sostenible, se diseñó una ruta de síntesis innovadora que contempla el uso de lignina ?fracción de la biomasa carente de valor comercial que suele quemarse- como materia prima. Este proyecto, presentado como Trabajo Final de Licenciatura en Biotecnología en febrero de 2020, describe el desarrollo inicial de dicha estrategia y permitió la inserción de quien suscribe en el Grupo de Química Bioorgánica y Biocatálisis (INTEQUI, UNSL-CONICET) para iniciar su doctorado en abril del mismo año. La lignina representa aproximadamente el 30% de la biomasa lignocelulósica y es una fuente renovable de aldehídos aromáticos. Por este motivo, se desarrolló una estrategia de dos pasos que involucra la síntesis de precursores de estirenos a partir de estos compuestos empleando química verde, y su posterior descarboxilación mediante el uso de microorganismos como biocatalizadores. Utilizando aldehídos comerciales y sintetizados por el grupo de trabajo, se sintetizaron más de 20 precursores de estirenos ?algunos no reportados previamente-, empleando reactivos renovables y condiciones de reacción ambientalmente responsables. Luego, se empleó ácido ferúlico como precursor modelo para realizar un screening sobre nuestra colección de especies de hongos con el fin de hallar biocatalizadores capaces de generar estirenos a través de la descarboxilación de sus precursores. Se detectaron 11 cepas capaces de producir estirenos empleando únicamente un sistema buffer como medio de reacción y en sólo 48 h. Se seleccionó la mejor cepa, Mortierella isabelina, y se evaluó su actividad sobre los precursores obtenidos previamente, observándose buena selectividad. Finalmente, y para simplificar el proceso, se evaluó la posibilidad de condensar los dos pasos de síntesis en un único reactor y se observó que tanto los reactivos como el solvente de síntesis no impactan negativamente sobre la actividad del biocatalizador seleccionado. El trabajo realizado constituye una prometedora alternativa para la producción de estirenos a partir de materias primas renovables que promueve al desarrollo de las biorrefinerías en Latinoamérica, de enorme potencial en Argentina, donde la gran cantidad de biomasa disponible representa innumerables oportunidades. Información suministrada por el agente en SIGEVAPalabras Clave
EstirenosSíntesis químicaBiocatálisisBiomasa lignocelulósica