UNIVERSIDAD DE COSTA RICA PRIMER CONGRESO NACIONAL SOBRE FUENTES ALTERNATIVAS DE ENERGÍA Y MATERIALES OBTENCIÓN DE XILOSA A PARTIR DE HIDRÓLISIS ÁCIDA DE DESECHOS LIGNOCELULÓSICOS EN LA PRODUCCIÓN Y PROCESO INDUSTRIAL DE PIÑA (Ananas comosus) VARIEDAD MD2 Lic. Karla Ramírez Amador M. Sc. Patricia Alvarado Aguilar M. Sc. Óscar Rojas Carrillo Dr. Jose Vega Baudrit
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UNIVERSIDAD DE COSTA RICA PRIMER CONGRESO NACIONAL SOBRE FUENTES
ALTERNATIVAS DE ENERGÍA Y MATERIALES
OBTENCIÓN DE XILOSA A PARTIR DE
HIDRÓLISIS ÁCIDA DE DESECHOS LIGNOCELULÓSICOS EN LA PRODUCCIÓN Y
PROCESO INDUSTRIAL DE PIÑA (Ananas comosus) VARIEDAD MD2
Lic. Karla Ramírez Amador
M. Sc. Patricia Alvarado Aguilar M. Sc. Óscar Rojas Carrillo
Dr. Jose Vega Baudrit
Desventajas
Enfermedades
cardiovasculares
Desarrollo diabetes
Úlceras estómago
Desmineralizante + caries
Sacarosa
25% calorías ingeridas
INTRODUCCIÓN
1
Ventajas
Igual poder edulcorante.
Anticariogénico y sabor
agradable.
Asimilado por pacientes con
dificultad metabolizar.
Mejora propiedades
bioquímicas de huesos.
Previene otitis aguda.
Xilitol
INTRODUCCIÓN
2
Xilitol
C5H12O5
Xilosa
Figura 1. Estructura del xilitol y la xilosa (Lima et al. 2003)
OH OH
CH
OH
CH2 CH
OH
CH CH2
OH
O
OH
OH
OH
HO
3
En Costa Rica
Tradicionales: Café, banano
No tradicionales: Piña, Mango, Naranja
4
Piña
Tercera fruta tropical más importante
Nombre científico: Ananas comosus
Plantada debajo 600 mts elevación
Principal miembro comestible Bromeliaceaes
5
6
Corona
Fruto
Hojas
Tallo
Foto 1. Distribución de la planta de piña
(Ananas Comosus)
7
Figura 2. Toneladas exportadas en el 2010 de los
tres principales productos agrícolas. (PROCOMER,
2010)
Figura 3. Evolución de las exportaciones de piña
(millones US$) en el periodo 2006-2010 . (PROCOMER, 2010)
8
Procesamiento Piña: Índices contaminación
Enlatados : 80% peso original, desechos
Desechos al año: 192 000 TM
Crecimiento en producción
9
CELULOSA
CONSTITUCIÓN CÁSCARA PIÑA
HEMICELULOSA
LIGNINA
10
Celulosa:
40-60% de la biomasa.
Base estructural de células vegetales.
Sustancia natural más importante por su abundancia y su aprovechamiento tecnológico.
11
Celulosa:
Fórmula molecular (C6H10O5)n.
Homopolisacárido completamente lineal. (Barba, C. 2002)
Unidad básica: β-glucosa formando
celobiosa, que es la unidad más pequeña
que se repite en la cadena polimérica. (Barba, C. 2002)
12
Celulosa:
Cadena alargada. Las unidades de glucosa
en un solo plano por el enlace glucosídico.
Provoca que la estructura de la celulosa
sea altamente cristalina.
OHO
O
OH
CH2OH
O OHO
CH2OH
OH
O O
OH
CH2OH
OHOO
CH2OH
OH
OHO
Figura 4. Estructura de la celulosa (Barba, 2002) 13
Lignina:
Macromolécula más grande y compleja.
Sustancia polifenólica que encadena las
paredes celulares y las mantiene
unidas. (Fengel, D et al. 1984)
14
Figura 5. Estructura de la lignina (Fengel, D et al. 1984) 15
Hemicelulosas:
Resto de polisacáridos de los
lignocelulósicos.
Estructuras químicamente complejas,
constituidas de azúcares en cadenas
cortas y ramificadas unidas por puentes
hidrógeno. (Fengel, D et al. 1984)
16
Hemicelulosas:
Matriz soporte para microfibrillas de
celulosa en pared celular,
Menor peso molecular,
Más fácilmente degradadas y
Mayor capacidad de disolución
En estado natural, existe en forma
amorfa. (Morillo, M. 2002).
17
O
OH
OH
OH
HO
O
OH
OH
OHHO
Pentosas
Hexosas
Figura 6. Pricipales constituyentes de la hemicelulosa.
(Fengel, D et al. 1984)
CH2OH
O
OH
OH
OH
HO
CH2OH
O
OH
OH
HO
OH
O
OH
OH
COOH
OH
HO
Glucosa
Galactosa
Manosa
Xilosa Arabinosa
18
O
OH
OH
OH
HO
COOH
O
OH
OH
H3CO
COOH
OH
Ácidos hexurónicos
Grupos acetilos y desoxi-hexosas
O
OH
OH
COOH
OH
HOÁcidos Hexurónicos Ácidos
Metilglucorónicos
Ácidos
Galacturónicos
Figura 6. Pricipales constituyentes de la hemicelulosa.