Modeling of the main compounds involved in the fermentation stage in the production of xylitol by biotechnological route (2021)
La generación de residuos agroindustriales en las diferentes etapas de los procesos productivos es actualmente un problema a nivel mundial, ya que en la mayoría de los casos no son procesados ni dispuestos adecuadamente, situación que contribuye a la contaminación ambiental. Colombia y Brasil no son ajenos a esta problemática, donde se produjeron 33 y 753 millones de toneladas de caña de azúcar en 2019, respectivamente, donde subproductos como el bagazo y la paja constituyen el 35% del peso inicial de la caña procesada. Uno de los bioproductos derivados del bagazo de la caña de azúcar que ha ganado protagonismo en los últimos años es el xilitol, un edulcorante con diferentes aplicaciones en la industria farmacéutica, cosmética y alimentaria. Este mayor interés fue impulsado por investigadores de la USP que han investigado la transformación por vía biotecnológica del bagazo de caña de azúcar en xilitol; y por el GDPP de la Universidad de Los Andes que han explorado la simulación del proceso de hidrólisis. Sobre esta base, el objetivo del presente proyecto fue modelar la etapa de fermentación de la producción de xilitol utilizando C. tropicalis por vía biotecnológica. Para ello se recopiló una base de datos a partir de las publicaciones de la USP donde se identificaron las condiciones de operación y el diseño experimental a realizar en la fermentación. Posteriormente, se definieron modelos cinéticos como ruta del proceso porque permite predecir el cambio de concentración de los compuestos de interés sin necesidad de conocer las reacciones químicas. Mediante la simulación de los modelos en MATLAB y la aplicación de un test de minimización de la suma de los residuos al cuadrado, se pudo definir para el crecimiento celular el modelo cinético modificado de dos fases que permite predecir correctamente el cambio en la concentración de la biomasa durante la etapa de crecimiento y estabilidad, y su posterior decaimiento. Por último, también se presentaron los modelos cinético