Optimized design of a Koji-type Bioreactor for the production of fungal biomass through solid-state fermentation

Authors

  • Rocío de las Nieves Coronel Cristaldo Universidad Nacional de Asunción. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Biotecnología. Laboratorio de Biotecnología Vegetal. San Lorenzo, Paraguay.
  • Laura Denisse Santander Díaz Universidad Nacional de Asunción. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Biotecnología. Laboratorio de Biotecnología Vegetal. San Lorenzo, Paraguay.
  • Abdón Troche Rotela Universidad Nacional de Asunción. Facultad Politécnica. San Lorenzo, Paraguay.

DOI:

https://doi.org/10.57201/ieuna2413255

Keywords:

biological reactor, biofermentation, bioengineering

Abstract

Biological reactors applied to the industrial production of bioproducts of commercial interest have been an increasingly used tool which led to the study of engineering methods such as the design and construction to maximize the performance of the processes that take place inside of the bioreactor. The analysis of the methods and tools for the control of basic parameters and their adjustment according to the type of microorganism has been the main interest of this field of study, as well as the ease with which the inconveniences that occur during the fermentation process can be resolved. Solid-state operation bioreactors have many advantages in the production of fungal biomass due to the easiness of assembly and operating control conditions. The aim of this project was the design and optimization of an existing bioreactor that allows the production of T. asperellum fungal biomass with an optimal control of the asepsis and physical factors of fermentation.

Downloads

Download data is not yet available.

References

Amaro, J., Romero-Arenas, O., Rivera, T. & Huerta, L. (2015). Producción de Trichoderma viride en diferentes sustratos agrícolas. Congreso Latinoamericano de Agroecología. La Plata, Argentina.

Allori Stazzonelli, E., Yasem de Romero, M.G. y Ploper, L.D. (2017). Evaluación de sustratos para la producción de esporas de Trichoderma y estudio del crecimiento en arroz de las cepas antagonistas TPT03, TPT02, MRT35 y MRT40. Revista agronómica del noroeste argentino, 37(1), 57-66. http://www.scielo.org.ar/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2314-369X2017000100006&lng=es&tlng=es

Chávez-García, M., Montaña-Lara, J., Martínez-Salgado, M., Mercado-Reyes, M., Rodríguez, M., y Quevedo-Hidalgo, B. (2008). Efecto del sustrato y la exposición a la luz en la producción de una cepa de Trichoderma sp. Universitas Scientiarum, 13(3), 245-251. http://www.scielo.org.co/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0122-74832008000300003&lng=en&tlng=es.

Costa, M., Torres M. y Reyes, A. (2012). Caracterización de enzimas hidrolíticas de Aspergillus ficuum producidas en fermentación sólida. Revista Colombiana de Biotecnología, 14(1), 208-215 http://www.scielo.org.co/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0123-34752012000100019&lng=en&tlng=es.

Durand, A. (2003). Diseños de biorreactores para fermentación en estado sólido. Revista de ingeniería bioquímica, 13 (2-3), 113–125. doi:10.1016/s1369-703x(02)00124-9 .

González, A., Mas, S., Cabeza, D. y Campos, M. (2000). Influencia de la luz solar en el crecimiento y esporulación del biofungicida Trichoderma viride. Tecnología química, 20(1): 92-98.

Manan, M. & Webb, C. (2020). Newly designed multi-stacked circular tray solid-state bioreactor: analysis of a distributed parameter gas balance during solid-state fermentation with influence of variable initial moisture content arrangements. Bioresources and Bioprocessing, 7(16). https://doi.org/10.1186/s40643-020-00307-9.

Marín Cárdenas, A., García Rodríguez, A., Herrera Coello, N., y Gómez Rodríguez, L. (2008). Estudio del proceso de fermentación de la tecnología simplificada de producción de biomasa proteica por escalado inverso del biorreactor de una planta industrial. Revista Centro Azúcar, 35(1). http://centroazucar.uclv.edu.cu/index.php/centro_azucar/article/view/489.

Moreno, E. y Vanegas, D. (2017). Diseño y construcción de un biorreactor esterilizable y de bajo costo para el estudio de crecimiento de microorganismos (Tesis de grado). Universidad Distrital Francisco José de Caldas]. Repositorio Institucional de la Universidad Francisco José de Caldas RIUD https://repository.udistrital.edu.co/handle/11349/12989.

Palacios-Rojas, N. (2018). Calidad nutricional e industrial de Maíz: Laboratorio de Calidad Nutricional de Maíz “Evangelina Villegas” CDMX, México. CIMMYT https://repository.cimmyt.org/handle/10883/19667.

Pineda-Insuasti, J. A., Benavides-Sotelo, E. N., Duarte-Trujillo, A. S., Burgos-Rada, C. A., Soto-Arroyave, C. P., Pineda-Soto, C. A., Fierro-Ramos, F. J., Mora-Muñoz, E. S., y Álvarez-Ramos, S. E. (2017). Producción de biopreparados de Trichoderma spp: una revisión. ICIDCA. Sobre los Derivados de la Caña de Azúcar, 51(1), 47-52 https://www.redalyc.org/pdf/2231/223153894008.pdf.

Robinson, T. y Nigam, P. (2003). Bioreactor design for protein enrichment of agricultural residues by solid state fermentation. Biochemical Engineering Journal, 13, 197-203. doi:10.1016/S1369-703X(02)00132-8.

Robinson, T., Singh, D., y Nigam, P. (2002). Fermentación en estado sólido: Una tecnología microbiana promisoria para la producción de metabolitos secundarios. Vitae, 9(2),27-36 https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=169818107003.

Rodríguez Pérez, S., Crescencia Arone, M. A., Soria Calzadillo, J., Aguilera Rodríguez, I. A. y Serrat Díaz, M.J. (2017). Determinación de biomasa fúngica y su utilidad en procesos biotecnológicos”. Afinidad. Revista de Ingeniería Química teórica y aplicada, 74(577) https://raco.cat/index.php/afinidad/article/view/320783.

Ruíz-Leza, H. A., Rodríguez-Jasso, R. M., Rodríguez-Herrera, R., Contreras-Esquivel, J. C. y Aguilar, C. N. (2007). Diseño de biorreactores para fermentación en medio sólido. Revista Mexicana de Ingeniería Química, 6(1), 33-40.

Sandoval Vega, M. C. y Noelting Zenobio, M. C. (2011). Producción de conidios de Trichoderma harzanium rifai en dos medios de multiplicación. Fitosanidad, 15(4),215-221. https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=2091236p82003.

Silva, J., Santos, N., Halfeld-Viera, B.., Nechet, K. y Morandi, M. (2013). Determinación de la temperatura y fotoperiodo ideales para el crecimiento y esporulación de Trichoderma en medio líquido. Congreso Interinstitucional de Iniciación Científica Nº 13422 https://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/90709/1/2013AA40.pdf

Soccol C., Scopel E., Junior L., Grace S., Lorenci, A. y Porto de Souza, L. (2017). Recent developments and innovations in solid-state fermentation. Biotechnology Research and Innovation, 1(1), 52-71 https://doi.org/10.1016/j.biori.2017.01.002.

Vandenberghe, L. P. S., Pandey, A. y Carvalho, J. C. (2021). Solid-state fermentation technology and innovation for the production of agricultural and animal feed bioproducts. Systems Microbiology and Biomanufacturing, 1, 142–165. doi:10.1007/s43393-020-00015-7.

Vásquez J. A. (2010). Caracterización microbiológica y producción de Trichoderma harzianum y Trichoderma viride en cultivo artesanal. (Tesis de grado, Pontificia Universidad Javeriana). Repositorio Institucional de la Pontificia Universidad Javeriana. https://repository.javeriana.edu.co/bitstream/handle/10554/8662/tesis615.pdf?sequence=1&isAllowed=y

Published

2024-06-18

How to Cite

Coronel Cristaldo, R. de las N., Santander Díaz, L. D., & Troche Rotela, A. (2024). Optimized design of a Koji-type Bioreactor for the production of fungal biomass through solid-state fermentation. Revista Investigaciones Y Estudios - UNA, 15(1), 12–26. https://doi.org/10.57201/ieuna2413255

Similar Articles

You may also start an advanced similarity search for this article.