Determinación de las condiciones de hidrolisis enzimática de cascara de cacao pretratado, por medio de simulación, para la producción de jarabes glucosidados

Abstract

Durante la transformación de la biomasa lignocelulósica (BL) de cáscara de cacao hasta azúcares reductores y luego a etanol u otros productos de fermentación, se requiere la liberación de azúcares, entre los cuales se destaca la hidrólisis enzimática, la cual se lleva a cabo después de un pretratamiento, alcalino, ácido o hidrotérmico del material. Este proceso es catalizado por enzimas celulasas, las cuales realizan la degradación de la celulosa por medio de una reacción catalítica, su comportamiento puede ser descrito por medio de modelos matemáticos. Entre los modelos que mejor describen el comportamiento de la hidrólisis enzimática en diferentes BL, se encuentra el modelo de Kadam et al. (2004); por lo tanto, se usó éste para simular la hidrólisis enzimática de la cáscara de cacao en el software Matlab, mientras que el análisis del diseño experimental fue realizado en Statgraphics. Durante las corridas de simulación se evaluó el efecto de la temperatura, concentración de celulosa (carga adicionada al reactor) y concentración de enzima, sobre la velocidad de liberación de glucosa. La concentración de enzima óptima fue de 60 g/kg, concentración de celulosa de 60 g/kg, temperatura de 328.15 K y velocidad de producción de glucosa de 11.866 g/kg*h. Además, se encontró que las características de la matriz polimérica afectan el aprovechamiento de la cáscara de cacao, debido a que se evita el acceso microbiano y/o enzimático. De esta forma, entre los diferentes pretratamientos, alcalino, ácido e hidrotérmico, el pretratamiento alcalino altera la estructura fisicoquímica del material con mayor eficiencia, facilitando el acceso a las cadenas de celulosa y hemicelulosa, mejorando el proceso de hidrólisis enzimática