Obtención de Enzimas Celulasas por Fermentación Sólida de Hongos para ser Utilizadas en el Proceso de Obtención de Bioalcohol de Residuos del Cultivo de Banano

Resumen

En Ecuador se genera gran cantidad de residuos lignocelulósicos como resultado del cultivo de banano (ricos en celulosa, hemicelulosa y lignina), los cuales pueden ser empleados en fermentación sólida de hongos productoresde enzimas celulasas y como materia prima para producir bioalcohol. En el presente trabajo se analizó laactividad de enzimas celulasas (UI/g de residuo seco) obtenidas de la fermentación sólida sobre los residuos debanano pseudotallo, hojas y raquis con los hongos Pleurotus ostreatus, Pleurotus pulmonarius y Lentinula edodesen 24 días de incubación. La máxima actividad enzimática de celulasas fue producida por Lentinula edodes enpseudotallo con valores de 8,14 UI/g de residuo seco. Para la aplicación de las enzimas celulasas en la obtenciónde bioalcohol, primeramente se modificó la estructura química de la lignina de los residuos de banano, medianteun pretratamiento a cada uno, con 0,74 g de hidróxido de calcio/g de residuo, para la posterior hidrólisis de lacelulosa a azúcares con 12 UI de extracto enzimático/g de residuo seco pretratado. Los líquidos conteniendo losazúcares solubles fueron separados y concentrados a 6°Brix, para su posterior fermentación alcohólica conSaccharomyces cereviseae durante 9 días. El mayor rendimiento de etanol fue en raquis, con 24,66 ml por 100 g deresiduo seco. Existe un potencial uso de los residuos de cultivo de banano como sustratos para producción deenzimas celulasas y como fuente de biomasa lignocelulósica para etanol.

Abstract

In Ecuador, the cultivation of bananas generates large amounts of lignocellulosic residues,(rich in cellulose, hemicellulose and lignin) which can be use in solid state fermentation of fungi producing cellulase enzymes, and asraw material to produce bioalcohol. In this proyect we analyzed the activity of cellulase enzymes (IU/g dry residue)obtained from the solid fermentation over the residues of bananas, pseudostem, leaves and rachis with fungiPleurotus ostreatus, Lentinula edodes Pleurotus pulmonarius and within 24 days of incubation. The maximumenzymatic activity of cellulases produced by Lentinula edodes in pseudostem with values of 8,14 IU/g of dryresidue. For the application of cellulase enzymes in the production of bioalcohol, first modified the chemicalstructure of lignin from the banana waste, by pretreatment for each one, with 0,74 g of calcium hydroxide/g ofwaste, to the next step which is the hydrolysis of cellulose to sugars with 12 enzyme extract IU/g of dry residuepretreated. The liquids that contained fermentable sugars were separated and concentrated to 6°Brix, for alcoholicfermentation with Saccharomyces cereviseae during nine days. The highest yield of ethanol was in the spine, with24,66 ml per 100 g of dry residue. There is a potential use of the banana crop residues as substrates for cellulasesproduction and a source of lignocellulosic biomass for ethanol production.