Biodegravilidad elementos vegetales

 Biodegradabilidad de los elementos vegetales de sostén




El objetivo de este tema, es centralizar la atención en la lignina y compuestos afines, como integrante de residuos a compostar, su conveniencia, y utilidad en un sistema de compostaje.

La pared celular vegetal, está compuesta de constituyentes como: celulosa, hemicelulosa y lignina, como principales tejidos de sostén.La celulosa está compuesta de largas cadenas de moléculas de glucosa de uniones relativamente simples, unidas de tal modo, que es difícil el ataque, aún con sustancias ácidas. En las células maduras vegetales, las paredes contienen un centro de celulosa cristalina, rodeada por una zona amorfa, con hemicelulosa, pectina y compuestos de azúcares con proteínas, mientras que la secundaria contieneprincipalmente celulosa y pequeñas cantidades de hemicelulosa y lignina.
Las paredes de células jóvenes contienen alrededor de un 40% de celulosa, la madera más dura cerca de un 50% y ciertas fibras como las del algodón es casi 100%.





Las microfibrillas están inmersas en una matriz de materiales que se hidratan fácilmente como hemicelulosa y pectinas.
Esta estructura relativamentesimple permite la acción enzimática de los microorganismos del compostaje, del suelo y del rumen.
Los animales rumiantes como el ganado vacuno, tienen en el rumen un ambiente que facilita la degradación microbiana, convirtiendo la celulosa en ácidos grasos volátiles (AGV), compuestos básicos de la producción láctea, cárnica, etc. y que integrarán también la masa microbiana. Los rumiantes no puedenaprovechar la celulosa directamente, pero lo hacen vía microorganismos.

La hemicelulosa es una sustancia compleja, o polímero de cadenas de polisacáridos, que se encuentran entrelazadas con cadenas de lignina, formando cadenas fuertemente estructuradas, obstaculizando la destrucción microbiana.
Es un grupo amplio de compuestos que pueden dividirse en poliurónicos (azúcares y ácidosurónicos), celulosanos y sustancias pécticas.
La acción microbiana no está bien estudiada.




Del cuadro surge que la biodegradación ocurre en momentos distintos de compostaje y en suelos. Posteriormente lo hará la lignina.

La lignina es un polímero de un grupoquímico básico (fenil propano), que se repite y se encadena con uniones químicas de distinta naturaleza.
Esta disposición dificulta el ataque por los microorganismos y por ello es dificultoso extender su degradación. Algunos hongos tienen un sistema enzimático especial para atacar la lignina La reacción inicial comienzan con la actividad de enzimas extracelulares tal es el caso de la manganesoperoxidasa, producida principalmente por los hongos de las “podredumbres blancas y blandas” por ejemplo: Thielavia, Preussia y Chaetomium



Los actinomicetes tambien pueden descomponer lignina, pero típicamente degradan menos del 20% del total. En compostaje aerobio, la descomposición de la lignina se realiza sin problemas, pero en sistemas con poca o nula aireación, como sucede enturberas, puede persistir durante cientos de años.
Por ser el compuesto más recalcitrante de la pared celular, a mayor cantidad de lignina, menor disponibilidad de los componentes del material orgánico en descomposición.
La dificultad que opone la lignina para la descomposición de la celulosa y hemicelulosa, es sobretodo del tipo físico, ya que obstaculiza el acceso de las enzimas que atacan a estasúltimas. La digestibilidad está dada en función de la composición celular y más precisamente de la composición química de cada componente de origen vegetal en el compost. Las células vegetales están constituidas por un contenido celular fácilmente descomponible, y pared celular con presencia de lignina, más duras, cuando son maduras.
Chandler (1980), formuló un correlación matemática para...