RCGI V31 N63

COMUNICACIÓN CORTA BIOTECNOLOGÍA BIOENERGÍA
REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN. INSTITUTO TECNOLÓGICO DE MÉRIDA. Vol. 31 NÚM. 63. PP. 189 – 189 OCT. 2016 ISSN 0185-6294
USO DE LA ESPECTROSCOPÍA DE INFRARROJO CERCANO (NIRS) PARA LA MONITORIZACIÓN DE ANALITOS
CLAVE EN EL PROCESO DE PRODUCCIÓN DE BIOETANOL A PARTIR DE JUGO DE SORGO DULCE
Rodolfo Bazán-De La Cruz, Javier Gómez-Rodríguez, Patricia Margaret Hayward-Jones, Dulce María Barradas-Dermitz,
María Guadalupe Aguilar-Uscanga
Instituto Tecnológico de Veracruz, Av. Miguel Ángel de Quevedo 2779 CP 91860, Veracruz, Ver.
Autor de contacto: rodolfobazan@outlook.com
Recibido: 30/agosto/2016 Aceptado: 29/septiembre/2016 Publicado: 19/octubre/2016
Palabras clave: bioetanol, espectroscopía-NIR, monitorización, quimiometría, sorgo-dulce
RESUMEN
La espectroscopía-NIR se revela como una vía que permite
el análisis in-situ de los componentes de medios de
fermentación en tiempo real. Para alcanzar dicho objetivo se
requieren de la quimiometría y de una investigación
sustancial para la construcción de modelos de calibración,
entre otros elementos. El objetivo de este trabajo fue evaluar
cualitativamente el efecto del paso óptico (PO) sobre
espectros NIR de glucosa, fructosa, sacarosa, etanol y
glicerol en jugo de sorgo dulce (JSD) y determinar sus
regiones de absorción. Para ello, se prepararon soluciones de
concentraciones conocidas de los analitos utilizando JSD
como solvente y se evaluaron cuatro PO (0.5, 3, 5 y 10 mm)
utilizando una sonda de inmersión (transflexión). Los
resultados indican que el PO de 3 mm es apropiado debido a
que un incremento por encima de este no implicó una mayor
absorción de los analitos con excepción del etanol.
Utilizando un PO de 3 mm se pudo observar una mayor
absorción de los analitos conforme se incrementó su
concentración. Las regiones de absorción identificadas se
atribuyen principalmente a vibraciones de estiramiento C–H
correspondientes al primer, segundo y tercer sobretono. Por
otro lado, se observaron absorciones en la región de bandas
combinadas debido a vibraciones de los enlaces C–O y O–H.
En conclusión, para los propósitos espectroscópicos de los
analitos involucrados el mejor PO resultó ser 3 mm y se
identificaron regiones de absorción tanto comunes como
específicas, siendo esta información cualitativa útil para el
desarrollo de modelos de calibración multivariable.
ABSTRACT
NIR-Spectroscopy has emerged as a path that allows in-situ
analysis of fermentation broth components in real-time. To
achieve that aim chemometrics and substantial research for
the construction of calibration models are required, amongst
other elements. The aim of this work was the qualitatively
evaluation of variable path-length (PL) on the NIR spectra of
glucose, fructose, sucrose, ethanol and glycerol in sweet
sorghum juice (SSJ) in order to determine their absorption
regions. For this, analyte solutions of known concentrations
were prepared using SSJ as the solvent and four PL were
evaluated (0.5, 3, 5 and 10 mm) using an immersion probe
(transflexion). Results suggest that a 3 mm PL is the
appropriate one because increasing PL beyond this did not
produce higher absorption for the analytes evaluated with
exception of ethanol. Using a 3 mm PL, an increase of
absorption corresponding to increased analyte concentration
was observed. Absorption regions identified were due to the
first, second and third overtones of C-H stretching vibrations.
By the other hand, absorptions in the combined bands region
due to C–O and O-H vibrational bonds were also observed.
In conclusion, for spectroscopic purposes of the involved
analytes a 3 mm PL produced the best outcome, and common
as well as specific absorption regions were identified, this
qualitative information can be used to develop multivariate
calibration models.
Keywords: bioethanol, NIR-Spectroscopy, monitoring,
chemometrics, sweet-sorghum
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