Obtención de enzimas celulasas por fermentación sólida de hongos para ser utilizadas en el proceso de obtención de bioalcohol de residuos del cultivo de banano

Revista Tecnológica ESPOL – RTE, Vol. 23, N. 1, 81-88, (Diciembre, 2010)

Obtención de Enzimas Celulasas por Fermentación Sólida de Hongos para ser Utilizadas en el Proceso de Obtención de Bioalcohol de Residuos del Cultivo de Banano
1,2y3

D. Paredes Medina1, M. Álvarez Núñez2, M. Silva Ordoñes3 Universidad Técnica de Ambato, Ingeniería en Alimentos, Unidad Operativa de Investigación deTecnología de Alimentos (UOITA), Campus Académico Huachi-Av, Los Chasquis y Río Payamino, Ambato, Ecuador daysi_pame@hotmail.com, marioferalv@hotmail.com, mpsilva206@hotmail.com

Resumen
En Ecuador se genera gran cantidad de residuos lignocelulósicos como resultado del cultivo de banano (ricos en celulosa, hemicelulosa y lignina), los cuales pueden ser empleados en fermentación sólida de hongos productoresde enzimas celulasas y como materia prima para producir bioalcohol. En el presente trabajo se analizó la actividad de enzimas celulasas (UI/g de residuo seco) obtenidas de la fermentación sólida sobre los residuos de banano pseudotallo, hojas y raquis con los hongos Pleurotus ostreatus, Pleurotus pulmonarius y Lentinula edodes en 24 días de incubación. La máxima actividad enzimática de celulasasfue producida por Lentinula edodes en pseudotallo con valores de 8,14 UI/g de residuo seco. Para la aplicación de las enzimas celulasas en la obtención de bioalcohol, primeramente se modificó la estructura química de la lignina de los residuos de banano, mediante un pretratamiento a cada uno, con 0,74 g de hidróxido de calcio/g de residuo, para la posterior hidrólisis de la celulosa a azúcares con12 UI de extracto enzimático/g de residuo seco pretratado. Los líquidos conteniendo los azúcares solubles fueron separados y concentrados a 6°Brix, para su posterior fermentación alcohólica con Saccharomyces cereviseae durante 9 días. El mayor rendimiento de etanol fue en raquis, con 24,66 ml por 100 g de residuo seco. Existe un potencial uso de los residuos de cultivo de banano como sustratospara producción de enzimas celulasas y como fuente de biomasa lignocelulósica para etanol. Palabras Claves: residuos lignocelulósicos de banano, fermentación sólida, celulasas, actividad enzimática, pretratamiento, celulosa, hidrólisis, etanol.

Abstract
In Ecuador, the cultivation of bananas generates large amounts of lignocellulosic residues,(rich in cellulose, hemicellulose and lignin) which canbe use in solid state fermentation of fungi producing cellulase enzymes, and as raw material to produce bioalcohol. In this proyect we analyzed the activity of cellulase enzymes (IU/g dry residue) obtained from the solid fermentation over the residues of bananas, pseudostem, leaves and rachis with fungi Pleurotus ostreatus, Lentinula edodes Pleurotus pulmonarius and within 24 days of incubation.The maximum enzymatic activity of cellulases produced by Lentinula edodes in pseudostem with values of 8,14 IU/g of dry residue. For the application of cellulase enzymes in the production of bioalcohol, first modified the chemical structure of lignin from the banana waste, by pretreatment for each one, with 0,74 g of calcium hydroxide/g of waste, to the next step which is the hydrolysis ofcellulose to sugars with 12 enzyme extract IU/g of dry residue pretreated. The liquids that contained fermentable sugars were separated and concentrated to 6°Brix, for alcoholic fermentation with Saccharomyces cereviseae during nine days. The highest yield of ethanol was in the spine, with 24,66 ml per 100 g of dry residue. There is a potential use of the banana crop residues as substrates for cellulasesproduction and a source of lignocellulosic biomass for ethanol production. Keywords: lignocellulosic waste of banana, solid state fermentation, cellulase, enzyme activity, pre-treatment, cellulose hydrolysis, ethanol.

1. Introducción
A lo largo de la historia se han venido empleando las enzimas para usos industriales, una de las enzimas comúnmente utilizadas es la celulasas obtenidas mediante...