María Eugenia Sanz Smachetti defenderá su trabajo de Tesis para optar al título de Doctora en Ciencias Biológicas, titulado: "Optimización de la acumulación de azúcares en cianobacterias y microalgas como materia prima alternativa para la producción de bioetanol"

Autor: Lic. María Eugenia Sanz Smachetti

Director: Dr. Leonardo Curatti

Co-Directora: Dra. Graciela L. Salerno

 

Jurados:

Dra. Patricia Inés Leonardi 
Dra. Eleonora Campos
Dra. María Verónica Beligni

 

M. Eugenia Sanz Smachetti

Jueves 5 de marzo 12 hrs

Aula Adriana EXCOFFON - FCEyN -

Complejo Universitario - Funes e Peña y Roca

 

Bioprospección de cepas nativas de microalgas de agua dulce

Fig.: Bioprospección de cepas nativas de microalgas de agua dulce con el propósito de identificar aquellas que acumulen sacarosa, para su utilización como materia prima en la producción de bioetanol.

Para poder alcanzar los Objetivos de Desarrollo Sostenible detallados en la Agenda 2030 de la Organización de Naciones Unidas se necesitarán grandes cantidades de energía. En la actualidad, cerca del 80 % de los requerimientos energéticos mundiales son satisfechos por los combustibles fósiles. Sin embargo, los niveles crecientes de emisiones de gases de efecto invernadero y la crisis climática asociados con su uso exigen el desarrollo de recursos energéticos renovables y carbono neutros. En este contexto, la bioenergía surge como una alternativa prometedora, especialmente para el sector del transporte. La biomasa de microalgas y cianobacterias se considera una materia prima promisoria para la producción de bioetanol debido a su composición bioquímica y a sus características estructurales más simples en comparación con la materia prima vegetal actualmente en uso para la generación de biocombustibles. A pesar de estos beneficios, la biomasa debe ser sometida a procesos de sacarificación nocivos para el medio ambiente y / o costosos que involucran el uso de ácidos o enzimas antes de su conversión en etanol por fermentación. Por otro lado, aunque la huella hídrica favorece a las microalgas sobre los cultivos terrestres como materia prima para la producción de bioetanol, aún se necesitan grandes cantidades de agua para su cultivo.
Como una posible contribución al desarrollo de esta tecnología, en esta tesis se estudió el uso de microalgas y cianobacterias que acumulan sacarosa, un azúcar soluble y fácilmente fermentable, en respuesta al estrés salino como materia prima para la producción de bioetanol. Se muestran dos enfoques alternativos para incrementar la acumulación de sacarosa en microalgas y cianobacterias. El primero consistió en la modificación genética de la partición de hidratos de carbono en una cianobacteria filamentosa. El segundo involucró la bioprospección de cepas de microalgas para identificar aquellas que acumulan sacarosa naturalmente. Ambas estrategias permitieron la acumulación de sacarosa hasta el 10% (p / p) de su biomasa seca en presencia de estrés salino. Por otro lado, se optimizaron dos métodos para la obtención de jarabes concentrados de sacarosa, que las levaduras convirtieron eficientemente en etanol, sin la necesidad de pretratamientos. Adicionalmente, el secado y la molienda de la biomasa, seguido de una extracción acuosa de azúcares y proteínas, y la recuperación de dichas proteínas mediante pulsos cortos de calor, dejó una biomasa remanente enriquecida en lípidos y carbohidratos que podrían ser recuperados por los métodos tradicionales.
Por último, se optimizaron las condiciones para producir sacarosa utilizando agua de mar al 50 % (v / v) en el medio de cultivo. Se presenta un modelo basado en el cultivo de microalgas en fotobiorreactores ambientales que predijo una productividad de 6,5 T de sacarosa · ha-1 · año-1 y 4200 L de etanol · ha− 1 · año− 1 en estanques abiertos tipo raceway ponds en Brasil, aproximándose a la productividad promedio de sacarosa y etanol obtenidos de la caña de azúcar. De esta manera, la plataforma presentada en esta tesis se ubicaría como una alternativa en la producción de bioetanol de tercera generación.

Trabajos publicados

 
M. E. Sanz Smachetti, C. D. Coronel, G. L. Salerno, L. Curatti, Sucrose-to-ethanol microalgae-based platform using seawater. Algal Research 45, 101733 (2020).

Sanchez Rizza LCoronel CDSanz Smachetti ME, et al (2019) A semi-closed loop microalgal biomass production-platform for ethanol from renewable sources of nitrogen and phosphorous. Journal of Cleaner production. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.01.31

M. E. S. Smachetti, L. S. Rizza, C. D. Coronel, M. D. Nascimento, L. Curatti, “Microalgal Biomass as an Alternative Source of Sugars for the Production of Bioethanol” in Principles and Applications of Fermentation Technology, (John Wiley & Sons, Ltd, 2018), pp. 351–386.

Sanchez Rizza LSanz Smachetti MEDo Nascimento MSalerno GLCuratti L (2017) Bioprospecting for native microalgae as an alternative source of sugars for the production of bioethanol. Algal Research 22:140–147. DOI:10.1016/j.algal.2016.12.021

D. E. Whittaker, [Sanz Smachetti ME], et al., The chromatin remodeling factor CHD7 controls cerebellar development by regulating reelin expression. Journal of Clinical Investigation 127, 874–887 (2017).
Defensa de Tesis Doctoral María Eugenia Sanz Smachetti