Biblioteca Central de la Universidad Nacional del Santa

RESUMEN La disponibilidad de materiales lignocelulósicos en forma de residuos agroindustriales asegura sustratos abundantes y económicos como son los residuos de naranja, alcachofa y caña de azúcar; mediante hidrólisis de la celulosa contenida en ellos la obtención de azúcares fermentables, conducen a productos utilizables como combustibles o como materias primas de interés industrial. El objetivo de este trabajo fue, determinar las condiciones biocatáliticas óptimas ambientales a partir del desecho agroindustrial lignocelulósico con mayor contenido de azúcares fermentables sin pre tratamiento. La investigación comprendió: selección y influencia del contenido de lignina y celulosa de los residuos en la hidrólisis enzimática, influencia de la concentración enzimática (p/v) y temperatura en el proceso de hidrólisis; se siguió un diseño experimental completo al azar y las muestras fueron analizadas por triplicado a un nivel de significancia del 5% El método comprendió, una etapa de selección de la mejor materia prima, para ello se realizaron los estudios de hidrólisis de la celulosa de cada uno de los tres desechos lingnocelulosicos, se han realizado bajo condiciones optimas de trabajo para la enzima celulasa de Trichoderma viride, pH 5 recomendado por el proveedor (Sigma), para ello se utilizó un reactor enchaquetado trabajando con un volumen de 40ml, conectado a un baño maría con control de Tº, agitación constante de 160rpm, el pH se reguló con buffer citrato que sirvió como medio para llevar acabo al hidrólisis, tomándose como parámetros iniciales: concentracion de la enzima (0.01, 0.05 y 0.1 (p/v)), temperatura (34, 37 y 40 ºC) y una relación de material lignocelulosico constante (2.5% del volumen de reacción) por tiempos de 48 horas, se desactivó la acción enzimática por adición de gotas NaOH y condiciones de frío. Posteriormente se evaluó el rendimiento de azúcares fermentables seleccionando la materia prima de mayor producción; finalmente, se determinó la mejor concentración de enzima y temperatura con el material lignocelulosico seleccionado para después optimizar sus parámetros de concentración y temperatura. Se seleccionó los residuos de naranja de la variedad tangelo; con 7% de cáscara, 32% de residuos 2% de semillas, 59% de jugo, 15% celulosa y 1.8 de lignina. Con los residuos de naranja se obtuvo mayor rendimiento en azúcares fermentables determinados con el método DNS. La hidrólisis enzimática sobre los desechos agroindustriales originaron rendimientos de 5.7%, bagazo de caña, 0.94% y residuos de naranja 11.87%. Por ello los residuos de naranja resultaron ser la mejor materia a ser optimizada debido a su bajo contenido en lignina que enlaza a la celulosa y la hace una mejor opción de aprovechamiento sin necesidad de utilizar pretratamientos. El valor encontrado de concentración enzimática optimizada fue de 0.140 p/v a una temperatura de 34 ºC, por un periodo de 8 horas de reacción. Se concluyó que las condiciones biocatáliticas óptimas ambientales determinadas para el lignocelulósico seleccionado permitieron un rendimiento del 13.81% en azúcares fermentables con los residuos de naranja sin haberse realizado pre tratamiento.