Estrategias de pretratamiento e hidrólisis enzimática.

WAGNER EVELYN; PERÍA MARA E. A; ORTIZ GASTÓN E; ROJAS NATALIA L.

Posadas

Simposio; SAPROBIO 2021 6º Simposio Argentino de Procesos Biotecnológicosacional de Misiones; 2021

Universidad Nacional de Misiones

Los residuos lignocelulósicos industriales tienen el potencial de ser utilizados como materiales renovables para obtener productos de mayor valor agregado. La industria cervecera genera anualmente en todo el mundo toneladas de un residuo lignocelulósico llamado bagazo cervecero (BC), cuyo uso y revalorización se incrementó en los últimos años. Debido a su naturaleza, el BC debe ser degradado a azúcares aprovechables, lo que implica la aplicación de uno o más pretratamientos seguido de hidrólisis enzimática. En este trabajo, el BC se sometió a diferentes estrategias de pretratamientos para potenciar su revalorización. Se realizaron dos pretratamientos (ácido diluido y peróxido de hidrógeno - pH 5.0-) y se estudiaron los cambios en los grupos funcionales, comportamiento térmico y alteraciones morfológicas mediante espectroscopiaFT-IR, análisis termogravimétrico y microscopia electrónica de barrido, respectivamente. La fracción sólida recuperada de cada pretratamiento, se sometió a una etapa de sacarificación utilizando un cóctel de enzimas producido mediante fermentación en sustrato sólido (FSS) por Trichoderma reesei, utilizando el mismo BC como sustrato. Inicialmente, el BC sin tratar presentó un alto contenido de celulosa (23.44 %) y lignina (24.44 %), seguido de hemicelulosa (16.66 %), siendo glucosa y xilosa los azúcares predominantes. Luego de los pretratamientos, la mayor variación en la composición del BC se encontró luego del pretratamiento ácido -celulosa (56.41 %), lignina (41.57 %) y hemicelulosa (2.27 %)-, observándose que la proporción de hemicelulosa se redujo significativamente, consistente con el mecanismo de acción de dicho pretratamiento. La recuperación de biomasa y los rendimientos de azúcares luego de los pretratamientos fueron consistentes con las alteraciones estructurales observadas por FTIR, TGA y microscopía. La concentración enzimática del cóctel (0.53 UI/ml actividad filtro de papel, 1.37 UI/ml de endoglucanasas y 120 UI/ml de xi anasas) generado mediante FSS por T. reesei -usando BC como sustrato- fue adecuada para utilizarlo en la hidrólisis enzimática del BC pretratado. Si bien el pretratamiento con H2O2 no produjo cambios composicionales relevantes, los valores de azúcares recuperados durante la etapa de sacarificación fueron los más elevados (193.35 mg azúcares / g de BC), 1.75 veces mayor que el BC pretratado con ácido diluido. Este resultado sugiere que el pretratamiento con H2O2 es prometedor e interesante si se lo combina con una etapa de sacarificación utilizando enzimas producidas a partir del mismo BC. Además, su implementación reduce el uso de equipos y se desarrolla en condiciones compatibles con la sacarificación, por lo que es posible considerar su realización en forma simultánea. El BC resultó ser adecuado para la producción de enzimas lignocelulolíticas y como fuente de monosacáridos, ambos con el potencial de generar productos de mayor valor agregado. Las técnicas FTIR, TGA y SEM utilizadas, ayudaron a relacionar los cambios estructurales provocados en el BC por los pretratamientos y el rendimiento de azúcares obtenido tras la sacarificación. La combinación de estrategias de pretratamiento y sacarificación propuestas resulta prometedora para mejorar la explotación de este residuo mediante un proceso económico y ambientalmente seguro.