Producción de xilooligosacáridos ( XOS) a partir de cáscara de arroz
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Date
2023-11-14
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Publisher
Universidad Católica de Santa María
Abstract
El arroz es uno de los cereales más consumidos a nivel mundial y nacional, por su valor
nutricional. Sin embargo, su producción genera una gran cantidad de residuos, como tallos y
cáscaras que no cuentan con una disposición final adecuada. Por lo tanto, con el fin de valorizar
este importante residuo agroindustrial, este trabajo propone valorizar la fracción de
hemicelulosa en xilooligosacaridos (XOS) que corresponden a prebióticos, los cuales pueden
utilizarse en la industria de alimentos. Inicialmente, fue necesario colectar muestra de cascarilla
de arroz, la cual fue caracterizada y los resultados muestran que la cascarilla de arroz contiene
aproximadamente 35% de glucano, 14% de xilano, 2% de arabinosil y 23% de lignina, que
corresponde a más del 50% de carbohidratos. Posterior a la caracterización, se realizó el
pretratamiento alcalino, observándose que a tiempos prolongados y concentraciones elevadas
de NaOH se puede lograr la remoción de lignina, permitiendo un incremento en la cantidad de
azúcar liberado de la fracción carbohidrato por acción enzimática. El proceso alcalino, también
fue sometido a ultrasonido buscando incrementar la eficiencia del pretratamiento, obteniéndose
10.79 g de azúcar (glucosa + xilosa) /100 g de material pretratado por hidrólisis enzimática
utilizando el material sometido a las condiciones de pretratamiento de 0.5 M de NaOH, 60 min
y 75W. La cascarilla de arroz también fue sometido a procesos alcalinos severos a fin de
solubilizar la hemicelulosa, obteniéndose 301.3 mg de hemicelulosa /g biomasa a una
concentración de NaOH de 1 M, 120°C de temperatura y un tiempo de 90 min. Finalmente, la
cascarilla de arroz se sometido a hidrólisis hidrotérmica a fin de XOS, donde temperaturas de 180
y 190 °C promovieron su producción, consiguiendo la mayor producción bajo condiciones de
180°C por 68 min y 190°C por 34 min, las que permitieron una producción de XOS (X2-X4)
mayores a 3g/L. Resultados similares de producción de XOS fueron obtenidos en reactores Parr
agitados. Los extractos fueron purificados con membranas aplicando ultra y nano filtración en una
etapa posterior, obteniéndose 6.47 g/L de XOS, con bajo contenido de fenólicos (0.08 g/L). Por lo
tanto, esta tesis exploró diversas opciones tecnológicas para la valorización de la cascarilla de arroz,
material poco valorizado, de las que se recomienda evaluar su potencialidad.
Description
Keywords
Xilooligosacaridos, Cascarilla de arroz, Purificación