Efecto del pretratamiento químico y enzimático en la deslignificación de biomasa agroindustrial típica del cauca
Resumen
La deslignificación de biomasa lignocelulósica constituye un paso fundamental hacia la obtención de monosacáridos a partir de macromoléculas como la celulosa y hemicelulosa. Diferentes procesos físicos, químicos y biológicos, han sido empleados con el fin de alterar y modificar la matriz de diversas materias primas vegetales, por la presencia de lignina, uno de los componentes más recalcitrantes en su estructura. En esta investigación, se caracterizó biomasa lignocelulósica de bagacillo de caña (M1), polvillo de fique (M2) y de afrecho de yuca (M3) y la mezcla en iguales proporciones de los tres materiales (M4). Se realizó pretratamiento químico a la biomasa, usando bisulfito de sodio comercial al 4% p/p y pretratamiento enzimático con enzima lacasa al 1% p/p. El primero redujo la mayor cantidad de lignina, generando una deslignificación del 32,26% en M1 y de 62,72% en M2, mientras el pretratamiento enzimático generó el 67,91% de deslignificación en la mezcla M4. En todos los residuos, el rango de deslignificación de 19,46% al 67,91% produjo un incremento de celulosa en un rango del 25,57% al 200,12%. De la investigación se concluyó que el pretratamiento químico generó mayor deslignificación mientras que el pretratamiento enzimático, mayor incremento de celulosa.
Descargas
Lenguajes:
es;en.Referencias bibliográficas
GUARNIZO, F.A., MARTINEZ, Y.P.N. y PINZON, B.M.L. Azúcares del pseudotallo de plátano: una opción para la obtención de alcohol de segunda generación. Revista Bistua, 10 (1), 2012, p. 39-51.
PHITSUWAN, P., SAKKA, K. and RATANAKHANOKCHAI, K. Improvement of lignocellulosic biomass in plant: A review of feedstocks, biomass recalcitrance, and strategic manipulation of ideal plants designed for ethanol production and processability. Biomass and Bioenergy XXX, 1-16, 2013. p. 2.
SUESCA-DÍAZ, A. Producción de enzimas celulolíticas a partir de cultivos de Trichoderma sp. con biomasa lignocelulósica [M.Sc. Tesis Ingeniería Química]. Bogotá, D.C (Colombia): Universidad Nacional de Colombia, Facultad de Ingeniería, Departamento de Ingeniería Química y Ambiental, 2012, p. 5-10.
ABRIL, A. y NAVARRO, E.A. Etanol a partir de biomasa lignocelulósica [online]. Disponible en: http://www.researchgate.net/publication/241216642_Etanol_a_partir_de_biomasa_lignocelulsica/file/9c96051c8409028b93.pdf [citado 15 de marzo de 2014].
LIMAYEN, A. and RICKE, S. Lignocellulosic biomass for bioethanol production: Current perspectives, potential issues and future prospects. Progress in Energy and Combustion Science, 38, 2012, p. 449-467.
SÁNCHEZ-RIAÑO, A., GUTIÉRREZ-MORALES, A., MUÑOZ-HERNÁNDEZ, J. y RIVERA-BARRERO, C. Producción de bioetanol a partir de subproductos agroindustriales lignocelulósicos. Revista Tumbaga, 1(5), 2010, p. 65-67.
DOHERTY, W., MOUSAVIOUM, P. and FELLOWS, C. Value-adding to cellulosic ethanol: Lignin polymers. Industrial Crops and Products, 33, 2010, p. 259-276.
LÓPEZ, F., GARCÍA, J., FERIA, M., ZAMUDIO, M. y PÉREZ, A. Biorrefinería de materiales lignocelulósicos: Eucalyptus globulus [online]. Disponible en: http://www.uhu.es/cideu/Boletin/Boletin8_9/BolInf8-9CIDEU75-82.pdf [citado 20 de abril de 2013].
AGUILAR V.D. Producción de etanol a partir de bagazo de caña panelera mediante un sistema hibrido de fermentación y pervaporación [Tesis Ingeniería Química]. Manizales (Colombia): Universidad Nacional de Colombia, Facultad de Ingeniería y Arquitectura, p. 6-11, 2011.
JUÁREZ-BARRIENTOS, J.M., RAMIREZ-RIVERA, E.J., RAMÍREZ-FIGUEROA, E., RAMÓN-CANUL, L.G. y RODRIGUEZ-MIRANDA, J. Aplicación y comparación de pretratamientos totalmente libres de cloro en residuos de piña y zapote mamey para la obtención de carboximetilcelulosa. Revista Venezolana de Ciencia y Tecnología de Alimentos, 2 (1), 2011, p.108-126.
REQUEJO, A., RODRIGUEZ, A., COLODETTE, J.L. and JIMENEZ, L. TCF bleaching sequence in kraft pulping of olive treep runing residues. Bioresource Technology, 4 (84), 2012, p. 117-123.
COLOMBIA. MINISTERIO DE AGRICULTURA Y DESARROLLO RURAL (MADR). Anuario Estadístico Agropecuario y Pesquero. Resultados y Evaluaciones Agropecuarias Municipales. Bogotá (Colombia): 2012.
SUÁREZ, O.G. Evaluación de la calidad de la fibra de los subproductos del fruto del zapote (Matisia cordata) y su aplicación en la elaboración de productos fibrosos [Tesis Químico]. Popayán (Colombia): Universidad del Cauca, Facultad de Ciencias Naturales Exactas y de la Educación, Popayán, 2009, p. 20-25.
ÁLVAREZ R.A., PIZARRO G.C. y FOLGUERAS D.M. Caracterización química de biomasa y su relación con el poder calorífico [Tesis M.Sc. Ingeniería Energética]. Oviedo (España): Universidad de Oviedo, Departamento de Energía, 2012, 12 p.
COLOMBIA. CENTRO INTERNACIONAL DE AGRICULTURA TROPICAL (CIAT). Informe de caracterización de residuos agroindustriales. Palmira (Colombia): Laboratorio de Forrajes, 2013.
PERNALETE, Z., PIÑA, F., SUAREZ, M., FERRER, A. y AIELLO, C. Fraccionamiento del bagazo de caña de azúcar mediante tratamiento amoniacal: efecto de la humedad del bagazo y la carga de amoníaco. Bioagro, 20(1), 2008, p. 3-10.
GARCÍA, M. Biorrefinerías: Situación Actual y Perspectivas de Futuro. Informe de Vigilancia Tecnológica. Madrid (España): Fundación Española para el Desarrollo de la Investigación en Genómica y Proteómica. Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas, 2008.
YANG, L., CAO, J., MAO, J. and JIN, Y. Sodium carbonate sodium sulfite pretreatment for improving the enzymatic hydrolysis of rice straw. Industrial Crops and Products 43, 2013, p. 711– 717.
WU, M., PANG, J., LU, F., ZHANG, X., CHE, L., XU, F. and SUN, R. Application of new expansion pretreatment method on agricultural waste. Part I: Influence of pretreatment on the properties of lignin. Industrial Crops and Products, 50, 2013, p. 887– 895.
ÁVILA, M., PALECHOR, J. y VALENCIA, E. Biopulpeo por vía enzimática de fibras de fique usadas para el desarrollo de matrices moldeadas con harina de yuca [Tesis Ingeniería Agroindustrial]. Popayán (Colombia): Universidad del Cauca, Facultad de Ciencias Agrarias, 2013.
COLOMBIA. UNIVERSIDAD DEL CAUCA. VICERRECTORÍA DE INVESTIGACIONES. Potencial energético de la mezcla de bagacillo de caña, polvillo de fique y afrecho de yuca para obtener bioetanol. Popayán (Colombia): Informe Final de Investigación, 2013.
MAEDA, R., SERPA, V., LIMA, V., ALVES, R., MELO, L., MACHADO DE CASTRO, A., DRIEMEIR, C., PEREIRA, N. and POLIKARPOV, I. Enzymatic hydrolysis of pretreated sugar cane bagasse using Penicillium funiculosum and Trichoderma harzianum cellulases. Process Biochemistry, 46, 2011, p. 1196-1201.
IQBAL, H., ASGHER, M. and AHMAD, Z. Alkali and enzymatic delignification of sugarcane bagasse to expose cellulose polymers for saccharification and bio-ethanol production. Industrial Crops and Products, 44, 2012, p. 488-495.
SALCEDO, M.J., LÓPEZ-GALÁN, J. y FLÓREZ-PARDO, L. Evaluación de enzimas para la hidrólisis de residuos (hojas y cogollos) de la cosecha de caña de azúcar. Dyna, 78(169), 2011, p. 182-190.
Español
Inglés
.png)
