Comparison of Treatments by Mercerization and Plasma Glow Discharge on Residues of the Amazon Chestnut Shell (Bertholletia Excelsa)

Comparación de tratamientos por mercerización y descarga intensa de plasma sobre residuos de la cáscara de castaña amazónica (Bertholletia excelsa)

La cáscara de castaña de la región amazónica compartida entre Colombia, Brasil y Perú es un residuo abundante de la nuez utilizado para la obtención de productos alimenticios y cosméticos. Este residuo aún no es aprovechable debido al desconocimiento de sus propiedades y al impacto ambiental que genera su tratamiento a través de métodos como la mercerización. En este trabajo se presentan los resultados de la caracterización de residuos de cáscara de castaña amazónica tratados por dos métodos, mercerización con solución de NaOH y descarga intensa de plasma (Glow Discharge Plasma), en un reactor con gas argón a 0,3 bares de vacío y condiciones de descarga de 80 mA y 600 s. Se evaluaron los cambios microestructurales, morfológicos, topográficos y nanomecánicos de los residuos de castaña sin tratamiento y con los dos tratamientos propuestos mediante las técnicas de µRaman, microscopía electrónica de barrido y microscopía de fuerza atómica. Los resultados mostraron la eficacia del método de plasma sobre el de mercerización en la obtención de estructuras celulósicas más cristalinas debido a la reducción de la hemicelulosa, la lignina y la fase acuosa de los residuos de cáscara de nuez.

INTRODUCCIÓN

La generación de residuos agrícolas es inevitable, ya que una gran cantidad de ellos puede resultar de la cosecha en las primeras etapas de la cadena de producción de alimentos, lo que provoca problemas ambientales y económicos en las zonas de cultivo. Por ejemplo, una de las principales actividades económicas en la región amazónica brasileña es la castaña, cuya etapa de descascarado es un proceso que genera grandes cantidades de residuos, representando el 90% en volumen de los cultivos de castaña ( Cardozo et al . , 2014 ; de Souza, ES, et al., 2019). Este producto forma parte de los llamados ´frutos secos´, los cuales aportan importantes beneficios nutricionales por su alto contenido en proteínas, carbohidratos, lípidos insaturados, vitaminas esenciales y minerales (ARS-US, 2019). Sin embargo, la recolección de nueces brasileña mantiene una demanda constante en el mercado internacional.

Bertholletia excelsa es el nombre científico con el que se conoce a esta especie de nogal, según su taxonomía y ecología.

Pertenece a la familia Lecythidaceae , se encuentra principalmente en la Amazonía brasileña y varios países de América del Sur como Guyana Francesa, Surinam, Bolivia, Venezuela, Perú y Colombia, debido a que su crecimiento se ve favorecido por suelos arenosos o arcillosos con buenas drenaje. Además, es una especie endémica, y es imposible de domesticar, ya que forma un equilibrio natural dependiente de roedores y organismos específicos para la polinización ( Melo et al., 2018 ). Además, esta especie es representativa del bosque tropical amazónico, no solo por su importancia económica y ambiental, sino también por su tamaño (hasta 50 m), con un tronco que alcanza los 2 m de diámetro ( Salo et al . , 2013).