Obtención de biopolímeros (PHB) a partir de cascarilla de cacao mediante un proceso de fermentación empleando Bacillus firmus

Abstract

Los plásticos derivados del petróleo son un problema actual ya que, tanto su fabricación como la gestión de residuos, impacta de manera negativa en el medio ambiente y, por consiguiente, también en la economía y sociedad. Como consecuencia, y gracias al avance de la biotecnología, están sido progresivamente sustituidos por materiales de origen renovable con propiedades plásticas y biodegradables, como polihidroxialcanoato (PHA) o polihidroxibutirato (PHB), bioplásticos capaces de sustituir a los plásticos convencionales. Por otro lado, otro inconveniente de los países desarrollados es la gran cantidad de residuos que genera la industria agroalimentaria y que son desechados, suponiendo un riesgo medioambiental y pérdidas económicas; sin embargo, muchos de ellos tienen notables cualidades beneficiosas y podrían ser valorizados para obtener otros productos de interés. En concreto, en la industria transformadora chocolatera la cascarilla de cacao es el principal residuo producido. La posibilidad de emplear estos residuos como materia prima en un proceso biotecnológico permitiría aproximarse a la economía circular, objetivo principal de la UE. La finalidad de este proyecto fue investigar sobre la posible revalorización de la cascarilla de cacao, utilizándola como sustrato para la fermentación de Bacillus firmus para obtener PHB. Con este fin, se realizaron hidrólisis ácido-térmicas con una relación de cascarilla de cacao del 23% p/v, con el fin de obtener caldos ricos en azúcares fermentables. Se llevaron a cabo fermentaciones con caldos con sólidos y sin sólidos, para observar si la presencia de la cascarilla residual influía en el comportamiento de la bacteria y en la producción del polímero. Se tomaron muestras de forma periódica durante 9 días y se analizó la evolución de las concentraciones de carbohidratos totales y reductores, PHB, sólidos suspendidos y pH. En el caldo sin sólidos apenas se modificó la cantidad de carbohidratos durante la fermentación, y tampoco se observó una producción significativa del polímero. Por el contrario, en el caldo con sólidos se obtuvieron buenos resultados, con mayor consumo de azúcares y alta producción de PHB, alcanzándose en 2 días 80 mg de PHB por cada 100 g de peso seco de cascarilla de cacao añadida. Más investigación sería necesaria para conocer el fundamento del efecto beneficioso que la presencia del sólido de cascarilla ejerce sobre la producción de PHB por el microorganismo.