RCGI V31 N63

ARTÍCULO DE INVESTIGACIÓN BIOTECNOLOGÍA BIOENERGÍA
REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN. INSTITUTO TECNOLÓGICO DE MÉRIDA. Vol. 31 NÚM. 63. PP. 132 – 135 OCT. 2016 ISSN 0185-6294
DESLIGNIFICACIÓN DE LA PENCA DE Agave tequilana Weber var. AZUL COMO PRETRATAMIENTO
PARA LA PRODUCCIÓN DE BIOHIDRÓGENO
Dendera Munguía Aguilar*, Felipe Alatriste Mondragón*, Omar González Ortega, Elías Razo Flores, José René Rangel
Méndez y Laura Yáñez Espinosa.
Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica. Camino a la Presa San José 2055, C.P. 78216, San Luis
Potosí, S.L.P. México.
Autor de contacto: Correo electrónico: dendera.munguia@ipicyt.edu.mx.
Recibido: 30/agosto/2016 Aceptado: 29/septiembre/2016 Publicado: 19/octubre/2016
RESUMEN
El biohidrógeno (bio-H 2 ) es una fuente de energía renovable y limpia, además de tener un alto contenido energético: 122-142
kJ/g. La penca de Agave tequilana Weber var. Azul es un residuo agroindustrial que podría representar una fuente importante
de biomasa para la producción de bio-H 2 por su contenido significativo de polisacáridos, presentes en la penca como celulosa
y hemicelulosa. Sin embargo, la presencia de lignina en este material impide que se tenga una buena disponibilidad de los
polisacáridos, por lo que es necesario aplicar un pretratamiento. Debido a lo anterior, se estudió el uso del peróxido de
hidrógeno alcalino (PHA) para la remoción de la lignina. Los rendimientos de producción de bio-H 2 de las tres fracciones de
la penca sin pretratamiento fueron de 0.004 mM/g cutícula, 0.033 mM/g epidermis y 0.15 mM/g fibra. La fibra tuvo el mayor
rendimiento de producción de bio-H 2 debido a que es la fracción con mayor concentración de celulosa y hemicelulosa (20.08%
y 5.1% respectivamente). Con el pretratamiento con PHA, se obtuvieron tres fracciones: fracción 1 (enriquecida en celulosa
y hemicelulosa), fracción 2 (enriquecida en hemicelulosa) y la fracción 3 (enriquecida en lignina). Las fracciones 1 y 2 se
sometieron a una hidrólisis enzimática y finalmente, a ensayos de producción de bio-H 2. Los rendimientos de producción de
bio-H 2 fueron de 5.622 mM bio-H 2 /g de fracción 1 y 3.22 mM bio-H 2 /g de fracción 2.
Palabras clave: biomasa lignocelulósica, peróxido de hidrógeno alcalino, biocombustibles gaseosos, fermentación oscura,
biohidrógeno.
ABSTRACT
Biohydrogen (bio-H 2 ) is a renewable and clean energy, also having a high energy content: 122-142 kJ/g. The leaf of Agave
tequilana Weber var. Azul is an agro-industrial waste that could represent an important source of biomass for the production
of bio-H 2 . However, the presence of lignin in the material generates low availability of the polysaccharides. Therefore, it is
necessary to apply a pretreatment to remove the lignin. The alkaline hydrogen peroxide (AHP) pre-treatment of the leaf was
studied for lignin removal. The bio-H 2 production yields of the three factions of the leaf without pretreatment were 0.004 mM
bio-H 2 /g cuticle, 0.033 mM bio-H 2 /g epidermis y 0.15 mM bio-H 2 /g fiber. The fiber had the highest bio-H 2 yield because it
is the fraction with highest concentration of cellulose and hemicellulose (20.08% and 5.1% respectively). After PHA
pretreatment of the leaf three fractions were obtained: fraction 1 (enriched with cellulose and hemicellulose) fraction 2
(enriched with hemicellulose) and the fraction 3 (enriched with lignin). The fractions 1 and 2 were enzymatically hydrolyzed.
Then, bio-H 2 production batch experiments with the hydrolysates were conducted. The bio-H 2 production yields were 5.622
mM bio-H 2 /g of fraction 1 and 3.22 mM bio-H 2 /g of fraction 2.
Keywords: lignocellulosic biomass, alkaline hydrogen peroxide, gaseous biofuels, dark fermentation, biohydrogen.
INTRODUCCIÓN
En la actualidad, la demanda exponencial de combustibles
fósiles ha generado un decremento en su disponibilidad, así
como impactos negativos en el medio ambiente y la salud
humana. Por tales motivos, se están buscando fuentes
alternativas de energías sostenibles y amigables con el
ambiente. Tal es el caso del bio-H 2 , el cual es una fuente de
energía renovable y limpia debido a que, durante su
combustión únicamente se genera agua y energía, además de
que posee la característica de tener un alto contenido
energético por unidad de peso: 122-142 kJ/g (Argun y
Kargi,2011). Existen diversas fuentes para la generación del
bio-H 2 Sin embargo, la biomasa lignocelulósica en particular
presenta un gran potencial por su contenido en polisacáridos
(hemicelulosa y celulosa) los cuales son susceptibles de
fermentarse por vía microbiana para obtener bio-H 2
(fermentación oscura). Sin embargo, una limitante del uso de
la biomasa para la obtención de bio-H 2 , es la
biodisponibilidad de la celulosa y hemicelulosa debido a la
compleja estructura lignocelulósica y la morfología celular
de los tejidos vegetales. La penca de Agave tequilana Weber
T E C N O L Ó G I C O N A C I O N A L D E M É X I C O . I. T. M É R I D A