20 January, 2022 Revista Digital sobre Patentes, Marcas y Propiedad Intelectual

Hidrólisis enzimática, etapa indispensable para producir bioetanol

Por Felipe Sánchez Banda

Saltillo, Coahuila. (Agencia Informativa Conacyt).- En la actualidad, el desarrollo científico y tecnológico para la producción de biocombustibles alternativos se ha convertido en una prioridad en un contexto nacional con aumentos en el costo de combustibles fósiles y la necesidad de energías sustentables para beneficio del medio ambiente.

La producción de bioetanol, a partir de residuos agroindustriales y bajo un concepto de biorrefinería, es una alternativa viable dentro del área de los biocombustibles. Para generar este combustible sustentable es fundamental la etapa de hidrólisis enzimática, una fase muchas veces poco conocida dentro de este tema.

La hidrólisis enzimática tiene como finalidad producir azúcares fermentables, es decir, glucosa, mediante el uso de enzimas. Estos azúcares son fermentados y se obtiene el bioetanol. Por tanto, optimizar la etapa de hidrólisis enzimática representa, en consecuencia, mejorar la producción de este combustible alternativo.

En entrevista para la Agencia Informativa Conacyt, la ingeniera química Marcela Sofía Pino Alfaro, estudiante de la maestría en ciencia y tecnología en alimentos de la Universidad Autónoma de Coahuila (Uadec) y colaboradora del proyecto, explica la importancia de la etapa de hidrólisis enzimática y cómo en el Departamento de Investigación en Alimentos (DIA) de la Facultad de Ciencias Químicas buscan mejorar esta fase para la producción de bioetanol para aprovechar residuos agroindustriales abundantes en México, a través de un proyecto de Ciencia Básica-Conacyt.

Agencia Informativa Conacyt (AIC): ¿Qué es la hidrólisis enzimática?

Marcela Sofía Pino Alfaro (MSPA): La hidrólisis enzimática es la segunda etapa del proceso de producción de bioetanol a partir de una biomasa lignocelulósica.

La biomasa puede ser de diferentes tipos, pero nosotros trabajamos con biomasa lignocelulósica que, por lo general, son residuos agroindustriales o forestales principalmente; en este caso, el bagazo de agave que es un residuo agroindustrial compuesto principalmente de celulosa, hemicelulosa y lignina. Se busca aprovechar estos tres diferentes compuestos obtenidos a partir de este residuo.

En este caso, la biomasa lignocelulósica es sometida a tres etapas para la producción de bioetanol. Primero hay una etapa de un pretratamiento, en la cual se busca modificar la estructura del material que está compuesto principalmente por celulosa, hemicelulosa y lignina, para posteriormente pasar a esta etapa de hidrólisis enzimática y, finalmente, una etapa de fermentación.

La hidrólisis enzimática hidroliza la celulosa que se encuentra contenida en el material lignocelulósico, para despolimerizarla en monómeros de glucosa, es decir, obtener azúcares fermentables. Esto se lleva a cabo por la acción de un complejo enzimático, que son unas enzimas llamadas celulasas que se encargan de cortar los enlaces beta-1,4-glucosídico de la celulosa para liberar estos monómeros de glucosa que posteriormente pasan a una etapa de fermentación.

AIC: ¿Por qué es importante la hidrólisis enzimática?

MSPA: Es una etapa indispensable para la producción de bioetanol. Es la segunda etapa del proceso de producción de bioetanol y es en esta donde se obtienen los monómeros de glucosa que son los que, posteriormente, se fermentarán a través de una levadura para la producción del bioetanol.

AIC: ¿Qué están trabajando respecto a este tema en el DIA?

MSPA: Nuestro objetivo principal es estudiar los mecanismos por los cuales se puede inhibir esta enzima, ya que existen diferentes compuestos que pueden inhibirla, entre ellos está la lignina que es uno de los principales componentes del material lignocelulósico.

De acuerdo con la Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación (Sagarpa), el tequila ya es comercializado en 98 países, con ventas que alcanzan un volumen superior a los 196 millones 736 mil litros en 2016 y un valor estimado en mil 203 millones de dólares.

De 2014 a 2016, las exportaciones de este producto promediaron mil 187 millones de dólares y 188.9 millones de litros.

Es un proyecto de Ciencia Básica-Conacyt y consiste en el estudio de inhibición de la enzima celulasa sobre bagazo de agave pretratado hidrotérmicamente, en el que se busca aprovechar este bagazo de agave que generan las tequileras. Primero se le hace un tratamiento hidrotérmico donde el bagazo de agave es sometido a altas presiones y temperaturas en un medio acuoso, con el objetivo de solubilizar la hemicelulosa y obtener un sólido rico en celulosa y lignina para la etapa de hidrólisis enzimática. Ya en la hidrólisis enzimática se busca despolimerizar la celulosa en monómeros de glucosa con la acción de la enzima celulasa.

AIC: ¿Qué resultados han obtenido hasta el momento de este proyecto?

MSPA: Hemos trabajado diferentes cargas de sólidos pretratados, desde uno por ciento de carga de sólidos hasta 30 por ciento. Actualmente se han obtenido los mejores resultados con una carga de sólidos de 20 por ciento, es decir, las mayores concentraciones de glucosa, que es lo que nosotros buscamos, para que, con una mayor concentración de glucosa, esta pueda dar lugar a mayores concentraciones de etanol en la etapa de fermentación.

AIC: ¿En qué áreas puede tener aplicación este proyecto?

MSPA: El bagazo de agave está siendo poco aprovechado en México y es una materia prima muy promisoria, ya que en 2016 se consumieron alrededor de 960 mil toneladas de Agave tequilana que es el que utilizamos, del cual 40 por ciento termina siendo un residuo. Esta es una alternativa para aprovechar este residuo que generan las tequileras para la producción de bioetanol o la producción de diferentes productos de alto valor agregado, como son compuestos fenólicos, incluso la lignina que tiene diferentes aplicaciones.

AIC: ¿Cuál es el futuro del proyecto?

MSPA: Actualmente con la parte experimental que ya se obtuvo, se comenzará a trabajar una parte de modelamiento matemático, con modelos ya existentes para lograr ajustar nuestros resultados a estos modelos y poder estudiar los mecanismos de inhibición de la enzima, principalmente por la presencia de lignina.

800-I.Q.-Marcela-Sofía-Pino-Alfaro-(1).jpgIngeniera química Marcela Sofía Pino Alfaro.

Comparte tu opinión sobre este artículo

Comentarios

Related Posts

Descubren investigadores de la UNAM propiedad bactericida y citotóxica del veneno de alacrán

9 mayo, 2017

9 mayo, 2017

FUENTE: Asociación Nacional de Universidades e Instituciones de Educación Superior, ANUIES, www.anuies.mx • Se trata de una proteína pequeña que...

México como laboratorio de innovación en el mundo

10 noviembre, 2016

10 noviembre, 2016

Ciudad de México.  (Agencia Informativa Conacyt).- En el marco del Innovation & Business Forum organizado por la Confederación Patronal de la...

Construyen microsatélite en la Ucol

14 abril, 2016

14 abril, 2016

Colima, Colima. 11 de abril de 2016 (Agencia Informativa Conacyt).- Estudiantes de la Facultad de Telemática de la Universidad de Colima...

Comprueba investigación México-estadunidense la hipersensibilidad a la luz por parte del paciente con diabetes

29 agosto, 2018

29 agosto, 2018

La falta de control de glucosa en sangre afecta los tejidos del fondo del ojo, especialmente a la retina que...

Determinan moléculas causantes de trastornos del sueño

12 enero, 2017

12 enero, 2017

Culiacán, Sinaloa.  (Agencia Informativa Conacyt).- El científico Alberto Kousuke de la Herrán Arita y los estudiantes del cuarto grado de la...

Científicos de Querétaro desarrollan pintura autolimpiable

22 marzo, 2016

22 marzo, 2016

AUTOR: Israel Pérez FUENTE:  AGENCIA INFORMATIVA CONACYT   Santiago de Querétaro, Querétaro. 16 de marzo de 2016 (Agencia Informativa Conacyt).- Con la...

¿Qué pasa en el cerebro de tu perro cuando te ve?

3 abril, 2016

3 abril, 2016

Por Israel Pérez  Santiago de Querétaro, (Agencia Informativa Conacyt).- Ante la necesidad de conocer más respecto a la interacción que existe...

Tablero electromagnético, premio al mejor juguete científico

2 agosto, 2017

2 agosto, 2017

Por Hugo Valencia Juliao Ciudad de México.  (Agencia Informativa Conacyt).- Se llevó a cabo la premiación de la primera edición del...

Usos potenciales y diversidad genética del guayule

12 diciembre, 2018

12 diciembre, 2018

Por Felipe Sánchez Banda Saltillo, Coahuila.  (Agencia Informativa Conacyt).- La fabricación de neumáticos y generación de látex hipoalergénico son algunas...

Juan Valerio Cauich: ingeniería de tejidos para la investigación biomédica

1 diciembre, 2016

1 diciembre, 2016

Mérida, Yucatán.  (Agencia Informativa Conacyt).- Juan Valerio Cauich Rodríguez, investigador de la Unidad de Materiales en el Centro de Investigación Científica...

¿SABÍAS QUE…? Encuentran proteína clave que detona el Lupus y otras enfermedades autoinmunes

29 enero, 2016

29 enero, 2016

Por Antimio Cruz Investigadores de la Universidad de Yale, en Estados Unidos, informaron que lograron identificar cuál es la proteína...

Agroecología e innovación campesina en el cultivo del maíz

15 noviembre, 2016

15 noviembre, 2016

Puebla, Puebla.  (Agencia Informativa Conacyt).- La milpa no empobrece el suelo, al contrario, lo enriquece y eleva su producción en la...

Nuevos combustibles de llantas usadas

14 noviembre, 2017

14 noviembre, 2017

Por Tomás Dávalos Aguascalientes, Aguascalientes. 15 de septiembre de 2017 (Agencia Informativa Conacyt).- Cuando concluye la vida útil de las...

Aprendizaje computacional y algoritmos heurísticos para la resolución de problemas

26 septiembre, 2018

26 septiembre, 2018

Por Eduardo Vázquez Xalapa, Veracruz. (Agencia Informativa Conacyt).- Con la implementación de algoritmos heurísticos es posible tener decisiones inteligentes para...

Crean estudiantes mexicanos singular prototipo que optimiza la extracción y trituración de piedra para producir cemento

18 febrero, 2018

18 febrero, 2018

El dispositivo será financiado e incubado por inversionistas de Estados Unidos Un grupo interdisciplinario de alumnos y egresados de la...