Evaluación del proceso hidrotérmico para la hidrólis de la fracción de hemicelulosa de residuos de cebolla ( Allium cepa) y maíz ( Zea mays) y posterior purificación con membranas de los xilooligosacáridos ( XOS) producidos

Abstract

Los residuos agrícolas y agroindustriales se componen principalmente de celulosa, hemicelulosa y lignina. La hemicelulosa puede ser hidrolizada parcialmente para la producción de xilooligosacáridos (XOS), prebióticos emergentes que destacan entre otros por su gran estabilidad a altas temperaturas (mayores a 100°C) y a diferentes niveles de pH (en el rango de 2,5-8). Las hojas de cebolla utilizadas se componían de 26,40% de celulosa, 5,05% de hemicelulosa y 5,37% de lignina y las pancas de maíz de 34,06% de celulosa, 31,70% de hemicelulosa y 4,65% de lignina. Después del tratamiento hidrotermal bajo las mejores condiciones (50 min a 180°C) en reactores Parr sin agitación, se obtuvo un extracto con 0,9 g de XOS por 100 g de hojas de cebolla. En el caso de las pancas de maíz, en reactores sin agitación (75 min a 180°C), se obtuvo 4,8 g de XOS por 100 g de material y en el reactor con agitación (30 min a 180°C) se obtuvo 3,1 g de XOS por 100 g de material. El hidrolizado de pancas de maíz obtenido en 75 min fue sometido a operaciones combinadas de UF (10 kDa a pH 7) y NF (500 Da a pH 4 y 150-300 Da a pH 4 y pH 7), concentrándose aproximadamente en el retentado final 89% y 67% del total de XOS a pH 4 y pH 7, respectivamente. En el caso del hidrolizado de maíz obtenido en 30 min, un proceso previo, aplicado a una fracción del hidrolizado, logró retener aproximadamente 85% de compuestos fenólicos en columnas C18, pero también 47% del total de XOS. Esto favoreció un proceso de filtración por membranas con menos etapas, empleando solo operaciones de NF (600-800 Da a pH 7 y 150 Da a pH 3,73), concentrándose en el retentado final aproximadamente 94% del total de XOS. La fracción no sometida a retención de compuestos fenólicos requirió operaciones combinadas de UF (10 kDa a pH 7 y 1000 Da a pH 7) y NF (600-800 Da a pH 7 y 150 Da a pH 3,78), concentrándose aproximadamente en el retentado final 94% del total de XOS.