La hidrólisis ácida de polisacáridos como una alternativa para utilizar los desechos de origen vegetal.

El máximo aprovechamiento de todos recursos disponibles, es una de las premisas que debemos tener en cuenta en cualquier empresa o industria, no solamente por las implicaciones económicas que ello conlleva, a nivel ambiental también es de gran importancia el uso adecuado de los recursos y la reducción de desechos o su posible utilización o reciclado.

Las industrias que trabajaban en el procesamiento de algunos productos de origen agrícola como el caso del azúcar, el café y el maíz por lo general producen una gran cantidad de desechos ricos en contenido de polisacáridos como la celulosa, hemicelulosa y el almidón.

El bagazillo de la caña de azúcar, la cascarilla del café y la pelusa que le retira al maíz, terminan en la mayoría de los casos siendo un problema para muchas de estas empresas debido a que no pueden darle un uso especifico.

Son compuestos de cadenas estructurales largas los cuales se encuentran constituidos por la unión de monosacáridos o hidratos de carbono más simples.

Los polisacáridos tienen la particularidad de hidrolizarse a azúcares más simples mediante la acción enzimática, o mediante un sustitución nucleófila provocada por la adicción de un ácido capaz de donar el protón necesario para favorecer fragmentación la cadena de la molécula por la acción del agua, a este caso se le denomina hidrólisis ácida.

En la imagen anterior podemos observar que la molécula de la celulosa uno de los principales polisacáridos de origen vegetal, se encuentra constituida por n cantidad de moléculas de glucosa, en el proceso de hidrólisis ácida la adición del ácido acelera la reacción en donde el agua rompe los enlaces que mantienen unidas a las glucosas, al producirse esto se logra la conversión de la celulosa.

Los azúcares resultantes de los procesos de hidrólisis de la celulosa, almidón y otros polisacáridos, por lo general al ser más simples en estructura molecular son susceptibles a la fermentación.

Una vez definidos los fundamentos teóricos, pasare a explicarles la manera en como estos desechos de origen vegetal pueden ser tratados para lograr el aprovechamiento de los polisacáridos presentes en ellos, logrando su conversión a monosacáridos.

La mayoría de estos desechos vegetales tienen asociados a su composición lignina, que es un componente fibroso que puede actuar de interferencia en el proceso de hidrólisis, por ello para la eliminación de esta mayormente se procede a darle un pretratamiento con soluciones alcalinas y sales, luego por decantación se retira el líquido remanente que la contendrá.

Para el proceso de hidrólisis ácida se recomienda la utilización de ácidos próticos para la catálisis de la reacción, tales como el ácido clorhídrico, ácido nítrico y ácido sulfúrico, los cuales tienen la capacidad al disociarse de ceder un protón.

Posteriormente al pretratamiento se procede a agregar el ácido y cierta cantidad de agua para someter a calentamiento a reflujo constante, las condiciones experimentales se deben ajustar de acuerdo al material a tratar, pudiéndose modificar el tipo de ácido utilizado, la concentraciones de este en la solución, la temperatura de calentamiento y el tiempo al que se someterá a reflujo.

Se han realizado numerosos trabajos investigativos, en donde se evalúan los procesos de hidrólisis ácida en distintos materiales de origen vegetal, como: aserrín, cascarillas de naranja, cascarillas de café, bagazillo de caña de azúcar, pulpa de papel e inclusive madera. Todo esto motivado al gran interés que despierta la posible utilización de estos desechos para la obtención de azúcares reductores los cual pudieran ser fermentados para la producción de etanol.

El etanol producido a través de la fermentación de azúcares de origen vegetal se le denomina bioetanol, y es uno de los biocombustibles más producidos a nivel mundial, el inconveniente que siempre a presentado es que para su obtención por lo general se utilizan fuentes alimenticias. Allí es donde radica la importancia de este tipo de investigaciones, ya que al lograr la aplicación de estos procesos de hidrólisis en los desechos vegetales, no se estaría atentando contra el uso de estos cultivos como alimentos, que ha sido una de las mayores críticas que ha tenido la fabricación de este combustible.

Todavía es necesario profundizar en la investigación de este tema, para lograr desarrollar las tecnologías que permitan la obtención de monosacáridos a gran escala mediante la aplicación de este procedimiento, garantizando condiciones de rentabilidad y rendimiento. Pero sin duda se presenta como una alternativa interesante para el manejo de este tipo de desechos.

Todos los esfuerzos orientados a la optimización de los recursos y que permitan sacar de ellos el mayor provecho, sin duda contribuyen de forma armónica con nuestro ambiente. Por tal motivo vale la pena que se sigan trabajando en ellos.