Producción de azúcares fermentables a partir de fibra prensada de palma de aceite pretratada biológicamente por Pleurotus ostreatus y Phanerochaete chrysosporium

Production of fermentable sugars from press fiber oil palm pre-treated biologically by Pleurotus ostreatus and Phanerochaete chrysosporium

La industria de palma de aceite en Colombia, primera en producción en Latino América y cuarta a nivel mundial, genera cerca de 11,6 a 15,1% p de fibra prensada respecto a la carga inicial de los frutos procesados, este residuo presenta una estructura compleja compuesta de lignina, hemicelulosa y celulosa; haciéndolo susceptible de ser procesado para la obtención de diversos productos biotecnológicos de alto valor agregado. En este trabajo se evaluó la obtención de azúcares fermentables a partir de la fibra prensada de palma, realizando un pre-tratamiento biológico con los hongos Pleurotus ostreatus y Phanerochaete chrysosporium en fermentación en estado sólido y medio de cultivo Kirk, realizando seguimiento en el tiempo durante cuatro semanas. Posteriormente se realizaron las hidrólisis enzimáticas del material pre-tratado evaluando dos enzimas comerciales (celulasa+β-glucosidasa) en combinación por un tiempo de 72 h. Tanto la materia prima como los sólidos pre-tratados se caracterizaron en cuanto a su contenido de lignina y azúcares estructurales. Después de la hidrólisis enzimática se encontró un porcentaje de sacarificación de 18,4 g de glucosa en la HE/100 g de glucosa potencial en la fibra pre-tratada. Se encontró además, que el parámetro más relevante: el rendimiento global de azúcares fermentables fue de 7,4 g/100 g de materia prima. Los resultados hallados ratifican el potencial de este residuo para la producción de azúcares aplicando el pre-tratamiento biológico con P. ostreatus, el cual presenta ventajas ambientales y económicas.

Introducción

Actualmente, la producción de azúcares fermentables enfrenta una crisis socio-energética ya que estos se derivan exclusivamente del sector alimenticio, una alternativa atractiva es la producción a partir de materiales lignocelulósicos, residuos que no compiten directamente con los alimentos destinados al consumo humano  y animal y, además, permite aprovechar grandes cantidades de biomasa que generan los procesos agroindustriales. La industria de palma de aceite en Colombia, primera en producción en Latino América y cuarta a nivel mundial, genera cerca de 11,6 a 15,1% p de fibra prensada de palma respecto a la carga inicial de los frutos procesados. Los materiales lignocelulósicos presentan estructuras complejas compuestas  de  lignina,  hemicelulosa y celulosa, siendo matrices resistentes al ataque microbiano, razón por la cual la obtención de azúcares fermentables a partir de estas materias primas comprende las etapas de pre-tratamiento e hidrólisis.

En el pre-tratamiento sea físico, químico, térmico o biológico, se busca aumentar el área superficial, reducir la cristalinidad de la celulosa y disociar el complejo celulosa-lignina.  Esta operación favorece la exposición del sustrato a la segunda etapa del proceso, la hidrólisis, la cual puede ser ácida o enzimática. Dentro de los pre-tratamientos que incrementan la digestibilidad de la biomasa lignocelulósica se encuentran los siguientes: mecánicos, hidro-térmicos (explosión con vapor y agua caliente), ácidos, alcalinos, de oxidación y combinaciones de estos.