Evaluation of biological production of lactic acid in a synthetic medium and in Aloe vera (L.) Burm. f. processing by-products / Evaluation of biological production of lactic acid in a synthetic medium and in Aloe vera (L.) Burm. f. processing by-products / Avaliação da produção biológica de ácido lático em um meio sintético e no processamento de subprodutos de Aloe vera (L.) Burm. f.

ABSTRACT

This study evaluated lactic acid production through batch fermentation in a bioreactor with Thermoanaerobacter sp. strain USBA-018 and a chemically defined culture medium and with hydrolyzed pressed extract of Aloe vera peel (AHE). The strain USBA-018 fermented various sugars, but its primary end-product was L-lactic acid. Factors which influenced L- lactic acid production were pH, addition of yeast extract (YE) and manganese chloride. Under the most favorable growing conditions for the production of lactic acid, yield (Yp/s) increased from 0.66 to 0.96 g/g with a productivity (Qp) of 0.62 g.l-1.h and a maximum lactic acid concentration of 178 mM at 26 hours of fermentation. When AHE was used, 93.3 mM, or 0.175 g.l-1.h, was obtained. These results show the potential for transformation of sugars that strain USBA-018 offers, but additional studies are needed to find out if different strategies using AHE as carbon source can produce large enough quantities of lactic acid to allow AHE to become a low-cost alternative substrate.

RESUMEN

Este estudio evaluó la producción de ácido láctico de la cepa de Thermoanaerobacter sp. USBA-018 en un biorreactor de fermentación por lotes, utilizando como medios de cultivo una formulación químicamente definida y un extracto prensado e hidrolizado de cáscara de Aloe vera (AHE). La cepa USBA-018 fermentó varios azúcares, pero su principal producto final fue L-ácido láctico. Los factores que influyeron en la producción de L-ácido láctico fueron pH, adición de extracto de levadura (YE) y de cloruro de manganeso. Bajo las condiciones más favorables de crecimiento para la producción de ácido láctico el rendimiento (Yp/s) aumentó de 0.66 a 0.96 g/g, con una productividad (Qp) de 0.62 g.l-1.h y una máxima concentración de ácido láctico de 178 mM a las 26 horas de fermentación. Cuando se usó AHE, se obtuvieron 93.3 mM, o 0.175 g.l-1.h. Estos resultados muestran el potencial de transformación de azúcares que ofrece la cepa USBA-018, pero se requieren estudios adicionales para determinar si diferentes estrategias de uso de AHE como fuente de carbono producen cantidades suficientemente grandes de ácido láctico como para permitir que el AHE se convierta en un sustrato alternativo de bajo costo.

RESUMO

Este estudo avaliou a produção de ácido lático por meio de fermentação descontinua em um biorreator com Thermoanaerobacter sp. cepa USBA-018 e um meio de cultura químicamente definido e com extrato hidrolisado de casca de Aloe vera (AHE). A cepa USBA-018 fermentou vários acucares, mas seu produto final primàrio foi L-ácido lático. Os fatores que influenciaram a produção de L-ácido lático foram o pH, adição de extrato de levedura (YE) e cloreto de manganès. Sob as condicoes de crescimento mais favoráveis para a produção de ácido lático, o rendimento (Yp/S) aumentou de 0,66 a 0,96 g/g com uma produtividade (Q) de 0,62 g.L4.h e um máximo de concentração de ácido lático de 178 mM em 26 horas de fermentação. Quando o AHE foi utilizado, se obteve 93,3 mM ou 0,175 g.L-1.h. Estes resultados mostram o potencial para transformação de acucares que a cepa USBA-018 oferece, entretanto estudos adicionais sáo necessários para descobrir se diferentes estrategias utilizando o AHE como fonte de carbonos podem produzir quantidades de ácido lático grandes o suficiente para permitir que AHE se converta em um substrato alternativo de baixo custo.