Extraccin de Azcares Reductores Totales ART de coronta de Zea mays maz amarillo duro
Extraction of Sugar Total Reducers ART of coronta of Zea mays yellow maize lasts
1 2 3LEN TORRES, Carlos ; FLORIN CHAMACHE, Paola ; MOSTACERO LEN, Jos ; ARELLANO 4 5 6 BARRAGN, Julio ; BARDALES VSQUEZ, Cecilia ; MARTIN ALVA, Enrique ;RODRIGUEZ
7 8PEREZ, Luis ; VILLANUEVA POLO, Francisco .
La alternativa de emplear residuos lignocelulsicos en la produccin de bioetanol y protena unicelular, constituye hoy una posibilidad altamente prometedora, por su amplia disponibilidad en el mundo. En este trabajo se evalu los diferentes mtodos de hidrlisis del residuo lignocelulsico de la coronta de Zea mays maz amarillo duro con la finalidad de determinar el mtodo ms adecuado para obtener la mxima extraccin de azcares reductores totales ART y poder usarlos como sustrato en procesos fermentativos para la produccin de protena unicelular y bioetanol. Se utiliz la coronta seca y fraccionada de un tamao de partcula < 0,001 m y se evalu mediante mtodos de hidrlisis qumicos, fsicos y la combinacin de ambos, utilizando como soluciones extractantes agua destilada estril, cido sulfrico e hidrxido de sodio al 1,25 %. La relacin coronta-solvente utilizada en todos los tratamientos fue de 1:10. La determinacin de los azcares reductores totales se realiz en los filtrados obtenidos de cada uno de los tratamientos empleando el mtodo de Folin-Wu. Los resultados indican que la mxima concentracin de azcares reductores totales correspondiente a 20,220 g/L, se obtiene despus de realizar la hidrlisis Mixta como resultado de la combinacin del mtodo fsico y qumico.
Palabras claves: Azcares reductores totales, Coronta, Zea mays.
The alternative to use residual lignocelulsicos in the ethanol production and the singel cell protein production nowadays constitutes a highly promising possibility by its ample availability in the world. In this work, different hydrolysis methods of the residual lignocelulsico of coronta of Zea mays yellow maize lasts was to evaluate with the purpose of determining the method most appropriate for the extraction the sugar total reducers ART and power this to use it like substrate in fermentatives processes for the singel cell protein and bioetanol production. coronta dry and fractional of a particle size < 0,001 m and chemical, physical hydrolysis methods and the combination were evaluated of both using like extractantes solutions sterile summarizing distilled water, sulfuric acid and hidrxido of sodium to 1,25 %. The relationship coronta-solvent used in all the treatments was of 1:10. The determination sugars total reducers were carried out filtrates obtained of each one of the treatments using the method of Folin-Wu. The results indicate that the maximum concentration of sugar total reducers corresponding to 20,220 g/L is obtained after carrying out the mixed hydrolysis as resulting of the combination of the physical and chemical method.
Key words: Extraction, Sugars Total reducers, Coronta, Zea mays.
No fueron encontrados conflictos de inters en este artculo.
RESUMEN
ABSTRACT
1Doctor en Ciencias Biolgicas. Docente de bioqumica de la Facultad de Ciencias Biolgicas. Universidad Nacional de Trujillo. La Libertad-Per. [email protected]. Facultad de Ciencias Biolgicas Universidad Nacional de Trujillo3Doctor en Ciencias Ambientales. Docente de Botnica de la Facultad de Ciencias Biolgicas Universidad Nacional de Trujillo. La Libertad-Per. 4Doctor en Ciencias Biolgicas. Docente de bioqumica de la Facultad de Ciencias Biolgicas. Universidad Nacional de Trujillo. La Libertad- Per
5Doctor en Ciencias Biolgicas. Docente de bioqumica de la Facultad de medicina. Universidad Privada Antenor Orrego, La Libertad- Per
6Doctor en Ciencias Biolgicas. Docente de la escuela de post grado de la Universidad Nacional de Trujillo.7Maestro en Biotecnologa . Universidad Nacional de Trujillo. La Libertad-Per. 8Ing. Qumico. Universidad Nacional de Trujillo. La Libertad-Per.
UCV - Scientia 3(2), 2011. Len C, Florin P, Mostacero J, Arellano J, Bardales C, Martin E, Rodriguez L, Villanueva F.
214IN
GENIE
RA
INTRODUCCIN
En los ltimos aos se ha dedicado gran atencin a la utilizacin de residuos lignocelulsicos como materia prima para la produccin de biocombustibles, alimento animal, biomasa
1microbiana, entre otras aplicaciones . La biomasa lignocelulsica est compuesta por celulosa, hemicelulosa y lignina. La celulosa polmero lineal de monmeros de glucosa, la cual no es susceptible a la accin de las amilasas utilizadas en hidrlisis de los azcares monomricos del almidn. La hemicelulosa polmero ramificado de glucosa y xilosa. La cantidad de hemicelulosa y celulosa, y sus consecuentes azcares monomricos, dependen de la naturaleza y la fuente de biomasa lignocelulsica. Sin embargo la hemicelulosa y la celulosa, son una fuente potencial de azcares estructurales vegetales y estn protegidos por
2una cobertura de lignina .Los residuos de industrias importadoras de
maz, como la coronta han sido considerados como biomasa de tipo residual y fuente de energa renovable debido a su naturaleza lignocelulsica formada mediante el proceso de fotosntesis. Sin embargo, el uso de estos residuos agrcolas como materia prima para procesos fermentativos, involucra como etapa fundamental la extraccin de azcares reductores o fermentables a partir de celulosa o hemicelulosa, razn por lo cual se hacen necesarios realizar pretratamientos que permitan modificar y destruir la compleja estructura del
3material lignocelulsico .Se han establecidos diferentes mtodos de
pretratamientos para poder liberar los azcares presentes en los materiales lignocelulsicos. Estos incluyen mtodos fsicos, qumicos y biolgicos, los
que presentan eficiencia variada de acuerdo a la composicin de la biomasa. Pero presentan diferentes variables que facilitan los procesos de hidrlisis sin importar el tipo de material que se pretenda hidrolizar, dentro de las cuales se propone como primer paso cortar o moler el material lignocelulsico hasta obtener partculas finas de aproximadamente < 0,001 m de tamao, lo cual produce no solo rotura de las clulas, sino tambin reduce la cristalinidad y el grado de polimerizacin de la celulosa, facilitando de esta forma su
4degradacin a monmeros . Con respecto a los mtodos de hidrlisis qumica, la hidrlisis cida es la ms empleada en procesos industriales, no obstante presenta un rendimiento relativamente bajo y alta formacin de productos txicos cuando se trabaja con cidos concentrados, por lo que es recomendable trabajar con cidos diluidos para
5bajar los costos finales del proceso .La Libertad es considerada como la primera
productora de maz amarillo duro superando a los departamentos de Lima, San Martn, Lambayeque,
6Ancash, Cajamarca, entre otros . La produccin de maz en este departamento, tiene una tendencia a aumentar en los prximos aos debido a las exigencias del mercado internacional, as urge la necesidad de optimizar el proceso de hidrlisis. El trabajo tiene como objetivo evaluar los mtodos de hidrlisis de la coronta de Zea mays maz amarillo duro con la finalidad de determinar el mtodo de hidrlisis ms adecuado para la extraccin de azcares reductores totales que podran utilizarse posteriormente en procesos fermentativos.
MATERIAL Y MTODOS
Obtencin del Material Biolgico: La coronta de Zea mays maz amarillo duro fue proporcionada por la empresa desgranadora de maz amarillo duro Laredo-La Libertad-Per.Acondicionamiento del sustrato: Se acondicion la muestra mediante el proceso de secado y fraccionado. Se coloc la coronta fresca sobre papel peridico para absorber el exceso de humedad durante 3 das a temperatura ambiente
o23 +/- 2 C. Una vez seca se fraccion con ayuda de t i j e ra y cuch i l l o s , pa ra f a c i l i t a r su acondicionamiento en la estufa la cual fue sometida
oentre 80-90 C durante 2 horas. Luego con la ayuda de un molino de accin mecnica la coronta fue triturada hasta lograr pasar por un cedazo de 0.0005 m a 0,001 m de dimetro. Proceso de extraccin de azcares reductores totales ART de la coronta de Zea mays maz amarillo duro: La Coronta se someti a la accin de diferentes solventes con la finalidad de realizar la extraccin de ART. Se utiliz la coronta previamente tratada y H SO , NaOH y 2 4
H O como solventes, en una relacin coronta-2solvente de 1:10. La concentracin de H SO y 2 4NaOH utilizada fue de 1,25 % en todo los tratamientos. Los procesos de extraccin se realizaron en un total de 15 tratamientos en los cuales se combinaron mtodos qumicos y fsicos de extraccin de la siguiente manera: Tratamientos 1, 2 y 3. Extraccin de ART mediante hidrlisis qumica usando H SO 1,25 % v/v, NaOH 1,25 % 2 4p/v y H O respectivamente en un sistema de 2decoccin por 30 minutos. Tratamientos 4, 5 y 6. Extraccin de ART mediante hidrlisis qumica- fsica usando H SO 1,25 % v/v, NaOH 1,25 % p/v 2 4y H O respectivamente en un sistema de autoclave 2a 120C por 30 minutos. Tratamientos 7, 8 y 9. Extraccin de ART mediante hidrlisis mixta (qumica-fsica y qumica) en continuo, usando H SO 1,25 % v/v, NaOH 1,25 % p/v y H O 2 4 2respectivamente. Tratamientos 10, 11 y 12. Extraccin de ART de la fraccin no soluble de los tratamientos 4, 5 y 6 Extraccin por agotamiento mediante hidrlisis qumica, usando solamente
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INGENIE
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