[ca] Aquesta tesi es centra en l'avaluació de la fermentació en estat sòlid (FES) de residus agroindustrials, com alternatiu per a la producció d'aromes de valor afegit. Dos grups de compostos han estat considerats com a objectius. Les aromes de fruita, inclosos alguns compostos volàtils com aldehids, cetones, alcohols i èsters. D'aquests, els èsters alifàtics són aquells amb més valor afegit donat el seu particular olor a fruites. El segon grup són els aromes de roses, constituïts pel 2-feniletil alcohol (2-FA) i el 2-feniletil èster (2-FE); compostos utilitzats com a additius gràcies al seu olor a roses. En tots dos casos, l'objectiu ha estat el desenvolupament de bioprocessos basats en l'ús de residus, emprant com el bagàs de canya i les melasses de remolatxa. Amb aquest objectiu, s'ha utilitzat el llevat Generalment Reconeguda com Segur Kluyveromyces marxianus. La bioproducció de les aromes de fruita s'exposen a la primera secció. Aquesta inclou la selecció del substrat, així com l'avaluació preliminar d'algunes de les variables que afecten al procés. Un cop seleccionat el substrat, la producció d'aquests compostos ha estat avaluada a escala laboratori en bioreactors de 0.5L operats en discontinu. D'aquest apartat es pot indicar que el procés es veu significativament afectat per la temperatura i el cabal d'aire. Es va trobar que la màxima producció de volàtils (incloses totes les espècies quantificades) va ser de 161 mgVol per gram de substrat inicial en base seca (gST), a 40°C, 0.14 Lh-1g-1ST i addicionant un 35% de melasses. D'altra banda, la màxima producció d'èsters va ser obtinguda a 30°C, 0.11 Lh-1g-1ST i addicionant un 25% de melasses, aconseguint-se 47 mgEstg-1ST. Finalment, partint de l'optimització del procés a escala laboratori, el procés va ser avaluat a escales superiors (4.5 i 22L). En aquest cas, l'estudi s'ha enfocat en l'efecte que tenen les estratègies d'operació sobre l'acompliment global del procés. Així, la FES en discontinu s'ha comparat amb el procés emprant barrejat intermitent i operant en fed-batch. Aquesta última estratègia ha resultat ser una eina que afecta positivament la selectivitat cap als èsters, millorant al mateix temps alguns dels índexs de rendiment que descriuen el procés. La bioproducció d'aromes de rosa per FES és el objectiu de la segona secció. Inicialment s'ha fet l'avaluació de la FES en condicions estèrils en bioreactors de 0.5L. En aquest cas, es va desenvolupar un estudi inicial sobre les variables d'operació que afecten el procés, així com de diverses estratègies per millorar la producció. Es va trobar que la producció de 2-FA i 2-FE està associada amb l'activitat microbiològica del K. marxianus, i per tant, allargar aquesta activitat resulta en un factor decisiu per millorar la producció. En aquest sentit, l'addició de fonts addicionals de carboni, o l'ús de fed-batch han resultat ser alternatives eficients per millorar la producció de 2-FA i 2-FE. Partint dels resultats a escala laboratori, el procés va ser estudiat a escales més grans (1.6 i 22L) retirant algunes de les limitacions associades als processos a aquesta escala, com el control de temperatura i l'esterilització dels substrats. L'anàlisi d'aquesta part s'ha enfocat a l'ús d'estratègies d'operació com a eines per millorar l'acompliment global del procés. Així, la fermentació en discontinu ha estat contrastada amb la FES per fed-batch i la discontinua seqüencial. En aquest cas, la producció assolida en el procés en discontinu (17 mg2-FA+2-FE per gram de substrat inicial sec) va ser millorada a l'implementar les estratègies alternatives, aconseguint-se 19.2 mg2-FA+2-FEg-1ST al cas del fed-batch. De manera global, els resultats presentats constitueixen un pas endavant en el desenvolupament de la FES com a alternativa per produir aromes com a compostos de valor afegit a partir de residus agroindustrials.

[es] Esta tesis se centra en la evaluación de la fermentación en estado sólido (FES) de residuos agroindustriales, como alternativa para la producción de aromas de valor añadido. Dos grupos de compuestos se consideraron como objetivos a estudiar. Los aromas frutales, que incluyen algunos compuestos volátiles como aldehídos, cetonas, alcoholes y ésteres. De estos, los ésteres alifáticos se consideran los de mayor valor añadido dado el olor a frutas que proveen. El segundo, los denominados aromas de rosas, conformados por el 2-feniletil alcohol (2-FA) y el 2-feniletil éster (2-FE); compuestos empleados como aditivos dado el olor a rosas que proveen. En ambos casos, el objetivo fue el desarrollo de bioprocesos basados en el uso de residuos, empleando como materias primas el bagazo de caña y las melazas de remolacha. Con este objetivo, se utilizó la levadura Generalmente Reconocida como Segura Kluyveromyces marxianus. La bioproducción de los aromas frutales se expone en la primera sección. Esta incluye la selección del sustrato, así como la evaluación preliminar de algunas de las variables que afectan al proceso. Una vez seleccionado el sustrato, la producción de estos compuestos ha sido evaluada a escala laboratorio en bioreactores de 0.5L operados por lotes. De allí se concluye que el proceso es significativamente afectado por la temperatura y el caudal de aire. Se encontró que la máxima producción de volátiles (incluidas todas las especies cuantificadas) fue de 161 mgVol por cada gramo de sustrato inicial en base seca (gST), a 40°C, 0.14 Lh-1g-1ST y adicionando un 35% de melazas. También, la máxima producción de ésteres fue alcanzada a 30°C, 0.11 Lh-1g-1ST y 25% de melazas, con 47 mgEstg-1ST. Finalmente, partiendo de la optimización del proceso por lotes, el proceso fue evaluado en escalas superiores (4.5 y 22L). Allí, la evaluación se enfocó en el efecto que tienen las estrategias de operación sobre el desempeño global del proceso. Así, la FES por lotes se comparó ante el proceso con mezclado intermitente y operando por lotes alimentados. Esta última estrategia resultó ser una herramienta que afecta positivamente la selectividad hacia los ésteres, mejorando además los índices de desempeño que describen el proceso. La bioproducción de aromas de rosa es el objetivo de la segunda sección. Inicialmente se aprecia la evaluación de la FES en bioreactores de 0.5L. Allí, se realizó un barrido inicial sobre las variables de operación que afectan el proceso, así como de algunas estrategias para mejorar la producción. Se encontró que la producción de 2-FA y 2-FE está asociada con la actividad microbiológica del K. marxianus, con lo cual extenderla es un factor que resulta decisivo para mejorar la producción. La adición de fuentes adicionales de carbono, o el uso de una alimentación fraccionada resultaron ser eficientes para mejorar la producción. Partiendo de los resultados a escala laboratorio, el proceso fue valorado a escalas mayores (1.6 y 22L) eliminando algunas de las limitaciones asociadas al trabajo a dicha escala como el control de temperatura y la esterilización de los sustratos. El análisis de esta parte se enfocó en el uso de estrategias de operación como herramientas para mejorar el desempeño global del proceso. Allí, la fermentación por lotes se contrastó ante la FES por lotes alimentados y empleando lotes secuenciales. Así, la producción alcanzada en el proceso por lotes de 17 mg2-FA+2-FE por gramo de sustrato inicial seco fue mejorada al implementar dichas estrategias, alcanzando 19.2 mg2-FA+2-FEg-1ST en el caso de lotes alimentados y 21 mg2-FA+2-FEg-1ST en los lotes secuenciales. De modo global, los resultados presentados constituyen un paso adelante en el desarrollo de la FES como alternativa para producir estos compuestos de valor añadido a partir de residuos agroindustriales.