Revista de tecnología microbiana y bioquímica

Abstracto

Respuesta comparativa y caracterización estructural de bagazo de caña de azúcar, paja y mezclas bagazo-paja 1:1 sometidas a pretratamiento hidrotérmico y conversión enzimática

Rondinele de Oliveira Moutta, María Cristina Silva, Roberta Cristina Novaes Reis Corrales, María Alice Santos Cerullo, Viridiana Santana Ferreira-Leitao y Elba Pinto da Silva Bon

El cambio de la cosecha manual de caña de azúcar, luego de la quema del cultivo, a la cosecha mecánica de caña verde permite disponer de paja y bagazo para su posterior procesamiento por vías químicas o bioquímicas, lo que aumenta la eficiencia energética del sector. En este estudio, el bagazo de caña de azúcar, la paja y una mezcla bagazo-paja 1:1 se sometieron, en condiciones comparativas, a un pretratamiento hidrotérmico a 195 °C durante 10 minutos y a una conversión enzimática. Evaluamos las respuestas individuales de los tres materiales diferentes con respecto al efecto del pretratamiento en la extracción de hemicelulosa y lignina, la formación de furfural e hidroximetilfurfural y la digestibilidad enzimática de la celulosa. Las propiedades morfológicas, químicas y físicas de las materias primas y pretratadas se analizaron mediante Microscopía Electrónica de Barrido (SEM), Espectroscopía Infrarroja (FTIR) y Difracción de Rayos X (XRD). Observamos una mayor extracción de hemicelulosa de la paja (93,3%) en comparación con el bagazo (83,7%), y el extracto de hemicelulosa que se obtuvo de la paja contenía una mayor concentración de inhibidores. Se observaron valores intermedios para la extracción de hemicelulosa (88,5%) y la formación de inhibidores para la mezcla bagazo-paja 1:1. El rendimiento de hidrólisis enzimática de celulosa fue mayor para la paja (90,5%) en comparación con el bagazo (68,2%), mientras que se observó un rendimiento intermedio del 73,3% para la mezcla. Según las imágenes SEM, el pretratamiento alteró la biomasa nativa a nivel de la estructura de la pared celular y, en consecuencia, la disposición de los componentes macromoleculares de la pared celular estaba estrechamente relacionada con el alto grado de eliminación de hemicelulosa. Los datos FTIR indicaron cambios químicos principalmente en los grupos OH, OCH3 y C=O; estos cambios fueron más notables en la paja pretratada. Los datos ajustados para el índice de cristalinidad sugirieron que los materiales pretratados habían disminuido la cristalinidad. Todos los resultados mostraron que la paja tenía una recalcitrancia menor.