Azucares fermentables

Rev. Int. Contam. Ambient. 25 (2) 95-102, 2009

OPTIMIZACIÓN DEL PROCESO DE OBTENCIÓN ENZIMÁTICA DE AZÚCARES FERMENTABLES A PARTIR DE ASERRÍN DE PINO

Javier LÓPEZ-MIRANDA1,2, Nicolás O. SOTO-CRUZ1, Olga M. RUTIAGA-QUIÑONES1, Hiram MEDRANO-ROLDÁN1 y Katiuska ARÉVALO-NIÑO2

1 Instituto

Tecnológico de Durango, Felipe Pescador 1830 Ote., Col. Nueva Vizcaya, Durango, Dgo., México,jlopez@itdposgrado-bioquimica.com.mx 2 Universidad Autónoma de Nuevo León (Recibido enero 2007, aceptado octubre 2008) Palabras clave: hidrólisis enzimática, aserrín de pino, pretratamiento, azúcares fermentables
RESUMEN Con el propósito de aprovechar un recurso que en la actualidad es un desecho contaminante generado durante el aserre de la madera en Durango, México, se probaron los métodos depretratamiento alcalino, ácido y explosión con vapor a temperatura de autoclave, para realizar la hidrólisis enzimática de aserrín de pino obtenido de tres aserraderos de la ciudad de Durango y recuperar los azúcares contenidos en él. Se encontró que el pretratamiento con NaOH a 120 ºC proporciona mejores resultados que los tratamientos con ácido sulfúrico diluido y por explosión con vapor a 121 ºC. Seoptimizó el pretratamiento alcalino por el método de superficie de respuesta. Los resultados muestran que la concentración óptima de azúcares reductores, con un valor de 48 %, se obtuvo después de un pretratamiento con 8 % de NaOH durante 85 minutos a 120 ºC, a un pH de hidrólisis de 4.5, durante 240 h, con una carga enzimática de 25 UPF/g de carbohidratos totales. Por comparación con los resultadosreportados en la literatura, se encuentra que el procedimiento obtenido es susceptible de ser utilizado para el aprovechamiento de este recurso.

Key words: enzymatic hydrolysis, pine sawdust, pretreatment, fermentable sugars
ABSTRACT This paper discusses the use of an industrial residue to reduce the pollution produced at sawmills in Durango, Mexico. Pine sawdust was alkali, acid and vaporpretreated in order to make an enzymatic hydrolysis of the sawdust coming from three different sawmills in the city of Durango and therefore recover the fermentable sugar present in the sawdust. The alkaline pretreatment at autoclave temperature of 120 ºC delivers the best results compared to the sulfuric acid pretreatment and steam explosion at 121 ºC. The alkaline pretreatment was optimized by theuse of the surface response method. The results show that the highest sugar yield (48 %) happened with a concentration of 8 % NaOH at 120 ºC for 85 min and at a hydrolysis pH of 4.5 for 240 h, with an enzyme concentration of 25 FPU/g of total carbohydrates. The results show that the method used may be applied to take advantage of the sawdust.

96

J. López-Miranda et al.

INTRODUCCIÓN Elaserrín es un producto altamente estable con escasas alternativas de uso; su acumulación constituye un serio problema de contaminación en los suelos en que se deposita (Starbuck 1997). El aserrín puede causar enfermedades como asma, bronquitis crónica y otros problemas respiratorios asociados con alergias (Malström et al. 1999); también puede causar dermatitis, cánceres pulmonares, gastrointestinalesy nasales (Seguros de Texas 2004). Tradicionalmente se ha usado la combustión como alternativa para reducir la acumulación, pero su quema, además de ser ilegal, contribuye a la emisión a la atmósfera de más de 200 compuestos orgánicos potencialmente peligrosos (Wolfang et al. 1998), tales como hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP), que son potencialmente mutagénicos y carcinogénicos (Ramdahly Becher 1982, Claessens et al. 1987). Por otra parte, tanto el aserrín como los demás desperdicios de la explotación de las maderas suaves pueden ser utilizados como materia prima para la producción de etanol combustible y otros químicos (Palonen et al. 2004) por ser los materiales lignocelulósicos dominantes en el hemisferio norte (Galbe y Zacchi 2002). En México, la industria del aserrío...