PRODUCCIÓN DE XILITOL

DESARROLLO DE UN PROCESO INDUSTRIAL DE PRODUCCIÓN DE XILITOL VÍA ENZIMÁTICA A PARTIR DEL BAGAZO DE CAÑA DE AZÚCAR Y AGAVE AZUL
Resumen ejecutivo
El proyecto se desarrolló en tres etapas: en la primera etapa se caracterizó la hidrólisis química de bagazo de caña, bagazo de agave y cascarilla de café, así mismo se realizó una caracterización fermentativa preliminar con levaduras que asimilanxilosa sobre medio de cultivo sintético con xilosa. Inicialmente la empresa CPI Ingredientes participaría con fondos concurrentes pero por políticas de la empresa decidieron retirarse del proyecto.
En la segunda etapa se desarrolló un método de hidrólisis química para generar mostos fermentables; se evaluó la producción de xilitol por fermentación en hidrolizados químicos y se comparó contramedio sintético con xilosa, se evaluó la actividad de la enzima xilosa-reductasa durante la fermentación y se realizaron las primeras pruebas de hidrólisis enzimática sobre bagazo de caña, bagazo de agave y cascarilla de café. Así mismo se logro tener una carta de interés para asimilar la tecnología desarrollada por parte de la empresa Diversificados Argovia S.A. de C.V. ubicada en Chiapas.
Enla última etapa, debido a que la producción de xilitol vía enzimática no es factible económicamente, se le dio un giro al proyecto y se optó por desarrollar un método de producción de xilitol vía fermentativa, para lo cual se optimizó un método de hidrólisis combinando un pretratamiento térmico (explosión de vapor) seguido de un tratamiento enzimático.
Una vez optimizada la hidrólisis sedesarrolló un proceso para la obtención de bioetanol y xilitol con el mismo hidrolizado mediante fermentaciones secuenciadas y utilizando una levadura seleccionada de la etapa anterior y dos de la colección del Instituto Tecnológico de Veracruz.
Para la distribución de partícula de la molienda de bagazo de caña y esquilmo para la obtención del coctel enzimático por fermentación sólida, se utilizaronmolinos de cuchillas. Una vez molidos los sustratos se tamizaron con las mallas de 18, 30, 40, 50, 100.
A continuación se realizó la comparación hidrólisis química contra hidrólisis enzimática de los sustratos. Se realizaron hidrólisis químicas en condiciones diferentes utilizando dos sustratos más; esquilmo de caña y cascarilla de café. Se utilizó HCl y H2SO4 a una concentración de 1 N, conuna relación líquido/sólido 14:1 para los cuatro sustratos, Hoja de esquilmo, Bagazo de caña, Bagazo de agave y Cascarilla de café.
La fermentación en medio sólido se realizó con bagazo molido de la malla 30 del tamizado para proceder a la extracción de los cocteles enzimáticos y se realizó la actividad xilanasa y celulasa de los extractos utilizando las soluciones de carboximetil celulosa yxilano junto con los extractos obtenidos de las fermentaciones sólidas con y sin jugo de caña, los azúcares liberados de cada polisacárido se midieron por el método de DNS.
Al realizar la hidrólisis de los diferentes substratos se observo que los extractos enzimáticos obtenidos funcionaron mejor en bagazo de caña, seguido de esquilmo de caña, en bagazo de agave fue menor la hidrólisis y encascarilla de café no funcionó, por lo que falta optimizar la obtención de extractos enzimáticos específicos para cada substrato. El extracto enzimático que mejor funcionó es el obtenido de bagazo de caña más jugo.
En cuanto a las fermentaciones para la producción de xilitol, éstas se realizaron con las cepas Candida shehatae y Pichia stipitis, sobre los hidrolizados químicos con las condiciones dehidrólisis de la etapa anterior (bagazo de caña y bagazo de agave), inoculando 1 x 106 celulas / ml a 30 C y 200 r.p.m. Pero ninguna de las dos cepas tuvo actividad de xilosa reductasa extracelular, por lo que fue necesario evaluar la actividad intracelularmente. Para el rompimiento se preparó una solución que consiste en 50 ml Tris-HCl a pH=7.5 con 30 mg de inhibidor de proteasa (fluoruro de...