Evaluación de los métodos de hidrólisis ácida, hidrólisis básica y extracción mecánica para la obtención de azúcares fermentables a partir de biomasa microalgal

  • Diego Rubio Fundación Universidad de América
  • Nury Stefany Rincon Aya Fundación Universidad de América
  • Milena Johana Torres Espitia Fundación Universidad de América
Palabras clave: Chlorella Vulgaris, Azucares reductores, Hidrólisis acida, hidrólisis básica, ultrasonicación, Biomasa, cultivo microalgal, tiempo efectivo, DNS

Resumen

El presente trabajo evalúa tres métodos para la obtención de azúcares reductores (hidrólisis acida, hidrólisis básica y ultrasonicación) a partir de biomasa de Chlorella Vulgaris.

Se realiza el respectivo cultivo de la microalga con medio de cultivo Foliagro 0,2 %V/V con pH 6, con una agitación de 4L/min, intensidad lumínica de 8 watts, fotoperiodo de 12 horas luz y 12 horas oscuridad, temperatura entre 23 °C±3°C.

Entre los métodos químicos y el mecánico probados los mejores resultados se obtuvieron con la hidrólisis acida, con concentración 2N de H2SO4 utilizando 0,5 gr de biomasa liofilizada a condiciones de temperatura de 120°C, presión 1.2 bar, tiempo de exposición al ácido 30 min, y neutralización con NaOH.

Las mejores condiciones encontradas en la ultrasonicación son a una amplitud del 45% con tiempos efectivos de 5 min y 11 minutos. En la hidrólisis básica utilizando diferentes concentraciones de NaOH con condiciones de temperatura de 120°C, presión 1.2 bar y tiempo de exposición a la base de 30 min, no se encuentran azúcares reductores. La cuantificación de los azúcares se realiza por el método del DNS a una longitud de onda de 540 nm.

Biografía del autor/a

Diego Rubio, Fundación Universidad de América

Docente investigador, Ingeniería Química.

Nury Stefany Rincon Aya, Fundación Universidad de América

Estudiante coinvestigadora, Ingeniería Química.

Milena Johana Torres Espitia, Fundación Universidad de América

Estudiante coinvestigadora, Ingeniería Química

Referencias bibliográficas

ÁNGEL, María Camila. PIMIENTA, Wendy. Evaluación de la incidencia del nitrógeno en el medio de cultivo bold basal para la producción de biomasa de la microalga Chlorella vulgaris en un fotobiorreactor, para la obtención de ácidos grasos. Trabajo de grado Ingeniero Químico. Bogotá D.C.: Fundación Universidad de América. Facultad de Ingeniería. Departamento de Ingeniería Química, 2012, p. 90

BERMEO, Lorena. Estudio del cosechado de cultivos de microalgas en agua residual mediante técnicas de centrifugado. España. Univesidad de Caliz. 2011, p. 44.

CALDERON, Sara. RAMIREZ, Diana. Evaluación de la influencia lumínica sobre la producción de biomasa y lípidos a partir de Chlorella Vulgaris en un fotobioreactor de panel plano a escala banco. Trabajo de grado Ingeniero Químico. Bogotá DC. Fundación Universidad de América. Facultad de ingeniería. Departamento de Ingeniería Química, 2013, p.46

CASTRO Katherine, ORTIZ Javier. Determinación de la incidencia de la relación carbono:nitrógeno en la producción de biomasa y ácidos grasos en la microalga Chlorella Vulgaris a escala laboratorio. Fundación Universidad de América. 2013, p.57, 63,7

DÍAZ, Nieves Abril, JORRÍN, Jesús V y BÁRCENA, José A. Reacciones coloreadas para la determinación cualitativa de azúcares. Vol. 6, p. 2

GAIL LORENZ, Miller. Use of DinitrosaIicyIic Acid Reagent for Determination of Reducing Sugar. Analytical Chemistry. 1959. Vol. 31, no. 3, p. 426–428.

GBA. Liofilización [ en línea]. http://www.ms.gba.gov.ar/sitios/laboratorio/files/2012/08/LIOFILIZACION. pdf

GERDE, Jose A, et al. Evaluation of microalgae cell disruption by ultrasonic treatment. 2012. Vol. 125, p. 176

HARUN, Razif, et al. Bioprocess engineering of microalgae to produce a variety of consumer products. 2010. Vol. 14, No. 3, p. 1041

HENDRIKS, T W M y ZEEMAN, G. Pretreatments to enhance the digestibility of lignocellulosic biomass. 2009. Vol. 100, No. 1, p. 14

HERNANDEZ, Alicia. Microbiologia Industrial. Costa Rica: EUNED, 2003. p. 21

McMILLAN, Jonathan, et al. Evaluation and comparison of algal cell disruption methods: Microwave, waterbath, blender, ultrasonic and laser treatment. 2013. Vol. 103, p. 133

MIRANDA, J R, PASSARINHO, P C y GOUVEIA, L. Pre-treatment optimization of Scenedesmus obliquus microalga for bioethanol production. En: Bioresource technology , 2012. Vol. 104, p. 340-343

MONTGOMERY, Douglas C. Diseño y análisis de experimentos. Segunda edición: Limusa Wiley. Universidad Estatal de Arizona. 2004, p.81

MOXLEY, G. y ZHANG, Y. More accurate determination of acid-labile carbohydrates in lignocellulose by modi ed quantitative saccharification. En: Energy Fuels. 2007, p. 3684–3688.

QUINTERO, Julián y CARDONA, Carlos. En: ORREGO, Carlos y CARDONA, Carlos. Avances Investigativos en la producción de Biocombustibles. Manizales: Cardona C. A. y Orrego C.E, 2009, p. 177- 178. ISBN: 978-958-44-5261-0

UNIVERSIDAD DE VALLADOLID. Determinación por espectrofotometría de la concentración de carbohidratos en una muestra alimentaria [En línea]. https://www5.uva.es/guia_docente/uploads/2012/470/45803/1/Documento4.pdf [citado el 22 de Marzo del 2014] [citado en 10 de mayo de 2014] for yeast fermentation. Bioresource Technology,

GUAUQUE, Catalina y ALCALA, Camilo. Evaluación de la incidencia de la temperatura en la producción de lípidos obtenidos a partir de biomasa microalgal a escala laboratorio. Fundación Universidad de América. Revista de investigación. Vol 6, No 2. Julio- diciembre 2013. Bogotá DC, p.38

ZHAO Guili y CHEN Xue. Ultrasound assisted extraction of carbohydrates from microalgae as feedstock
Cómo citar
Rubio, D., Rincon Aya, N. S., & Torres Espitia, M. J. (2014). Evaluación de los métodos de hidrólisis ácida, hidrólisis básica y extracción mecánica para la obtención de azúcares fermentables a partir de biomasa microalgal. Revista De Investigación, 7(2), 15–26. https://doi.org/10.29097/2011-639X.168

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Publicado
2014-07-01
Sección
Artículos de Investigación