Evaluación de enzimas para la hidrólisis de residuos (hojas y cogollos) de la cosecha caña de azúcar
El presente trabajo tuvo como objetivo la evaluación de la hidrólisis enzimática de residuos de la cosecha de la caña de azúcar (hojas y cogollos) a partir de la preparación de cuatro sustratos con diferentes pretratamientos, entre los que se encuentran: delignificación organosolvente, delignificaci...
- Autores:
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Flórez Pardo, Luz Marina
Salcedo, Jairo
López Galán, Jorge Enrique
- Tipo de recurso:
- Article of journal
- Fecha de publicación:
- 2011
- Institución:
- Universidad Autónoma de Occidente
- Repositorio:
- RED: Repositorio Educativo Digital UAO
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- oai:red.uao.edu.co:10614/12075
- Acceso en línea:
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- Palabra clave:
- Hidrólisis
Enzimas
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Hojas y cogollos
Enzymes
Sugar cane waste
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El presente trabajo tuvo como objetivo la evaluación de la hidrólisis enzimática de residuos de la cosecha de la caña de azúcar (hojas y cogollos) a partir de la preparación de cuatro sustratos con diferentes pretratamientos, entre los que se encuentran: delignificación organosolvente, delignificación enzimática, delignificación con hidróxido de sodio y clorito de sodio y un sustrato base obtenido directamente de la cosecha. Además, se elaboraron cinco enzimas a partir de mezclas de actividades de enzimas comerciales, que fueron evaluadas en los diferentes sustratos. Se introduce un criterio para evaluar la eficiencia de las enzimas a partir de curvas de progreso, porcentaje de sacarificación e índice de sacarificación, a este índice se le denomino “índice global de hidrólisis”. Los resultados muestran, que para la hidrólisis con el preparado enzimático E5, que contiene las siguientes actividades enzimáticas: hemicelulusas de 52.75 unidades globales/ml, celulasas total de 27.53 FPU/ml, endoglucanasas de 1782,1 CMC/ml, exoglucanasa de 0.377 UI/ml, betaglucosidasa de 550 pNPG U/ml, xilanasa de 28.23 UI/ml, galactosidasa de 7.1 UI/ml, manasa de 2.76 UI/ml y ranmanasa de 14.63 UI/ml y el sustrato S3, con un contenido de celulosa de 80.53%, hemicelulosa de 13.35, lignina 1.36 y un número de Kappa de 5.85 presenta el mayor índice global de Nhidrólisis que corresponde a un valor de 117.16. El estudio permite concluir que el preparado enzimático E5 presenta un gran potencial para la hidrólisis de los residuos de la caña de azúcar tratados en este proyecto |
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Satyanarayan, N., Vaibhav, V., Prasant, K., Kathlene, J. and Ajay, K., Characterization of canadian biomass for alternative renewable biofuel. Renewable energy, 35, pp. 1624–1631, 2010 Singh, A., Pant, D., Korres, N., Nizami, A., Prasad, S., Jerry, D. and Murphy, J.D., Key issues in life cycle assessment of ethanol production from lignocellulosic biomass: Challenges And Perspectives. Bioresource Technology, 101, pp. 5003–5012, 2010. Peng, F., Rin, J., Xu, F., Bian, J., Peng, P. and Sun, R., Comparative study hemicellulose obtained by graded ethanol precipitation from sugarcane bagasse. J. agric. Food chem, 57, pp. 6305 – 6317, 2009 Singh, R., Singh, S., Trimukhe, K.D., Pandare, K.V., Bastawade, K.B. Gokhale, D.V. and Varma, A.J., Lignin–carbohydrate complexes from sugarcane bagasse: preparation, purification, and characterization, Carbohydrate Polymers 62, Issue 1, pp. 17, 57-66, 2005 Saparrat, M. Mocchiutti, P. Liggieri, C., Ligninolytic enzyme ability and potential biotechnology applications of the white-rot fungus grammothele subargentea lpsc no. 436 strain Process Biochemistry, 43, pp. 368–375, 2008 Mitsuzawa, S., Kagawa, H., Li, Y.L., Chan, S.L., Paavola, C. and Trent, J., The rosettazyme: A synthetic cellulosome. Journal of Biotechnology, 143, pp. 139–144, 2009. Margolles-Clark, E., Ilmén, M. and Penttilä, M., Expression patterns of ten hemicellulase genes of the filamentous fungus Trichoderma reesei on various carbon sources. Journal of Biotechnology, 57, (1-3), pp. 167-179, 1977. Kubicek, C.P. and Penttilä, M.E., Regulation of production of plant polysaccharide degrading enzymes by Trichoderma and Gliocladium, Biological Control and Commercial Applications, 2, pp. 49 – 6, 1998 Rodriguez de Stouvenel, A. and Sernal, C., Economical Production of Lactic Acid Using Sugar Cane Wastes and Juice (Saccharum officinarum L.). Agricultura Técnica, 1 : Vol. 67, pp. 29-38, 2007 Wood, T. and Bhat, M., Methods for measuring Cellulase activities. Methods in Enzymology, 60, pp.. 87 – 112, 1988 Bailey, M, Biely, P. and Pountanen, K., Interlaboratory testig of methods for assay of xylanase activity. Journal of Biotechnology. 23, pp. 257 – 270, 1992. Megazyme International Ireland Limited Ltda. Assay of endo 1-4-β-D Galactanase using AZO –GALACTAN (AGALP), 2009 Jong-Rok, J., Murugesan, K., Kim, Y., Kim, E. and Chang, Y., Synergistic effect of laccase mediators on entachlorophenol removal by Ganoderma lucidum laccase. Appl Microbiol Biotechnol, 81, pp. 783–790, 2008. Bourbonnais, R., Paice, M., Freiermuth, B., Bodie, E. and Borneman, S., Eactivities of Various Mediators and Laccases with Kraft Pulpand Lignin Model Compounds. Applied and Environmental Microbiology. 63 (12), pp. 4627–4632, 1997. Van Soest, P. J., Use of detergents in the Analysis of fibrous feeds. I. Preparation of fiber residues of low nitrogen content. Journal of the AOAC, 46(5), pp. 829 – 835, 1983 Hetti, P., Role of lignin in the enzymatic hydrolysis of lignocelluloses. (PhD Thesis). Finland. Helsinki University of Technology, 2004 Berlin, A., Gilkes, N., Kurabi, A., Bura, R., Tu, M., Kilburn, D. and Saddler, J., Weak Lignin – Binding Enzymes. Applied Biochemistry and Biotechnology, pp. 121–124, 2005. |
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Se introduce un criterio para evaluar la eficiencia de las enzimas a partir de curvas de progreso, porcentaje de sacarificación e índice de sacarificación, a este índice se le denomino “índice global de hidrólisis”. Los resultados muestran, que para la hidrólisis con el preparado enzimático E5, que contiene las siguientes actividades enzimáticas: hemicelulusas de 52.75 unidades globales/ml, celulasas total de 27.53 FPU/ml, endoglucanasas de 1782,1 CMC/ml, exoglucanasa de 0.377 UI/ml, betaglucosidasa de 550 pNPG U/ml, xilanasa de 28.23 UI/ml, galactosidasa de 7.1 UI/ml, manasa de 2.76 UI/ml y ranmanasa de 14.63 UI/ml y el sustrato S3, con un contenido de celulosa de 80.53%, hemicelulosa de 13.35, lignina 1.36 y un número de Kappa de 5.85 presenta el mayor índice global de Nhidrólisis que corresponde a un valor de 117.16. El estudio permite concluir que el preparado enzimático E5 presenta un gran potencial para la hidrólisis de los residuos de la caña de azúcar tratados en este proyectoThe enzymatic hydrolysis of waste (leaves and top cane) from the harvest of sugar cane was evaluated. The substrates were prepared by applying different delignification treatments using enzymes, organic solvents, sodium hydroxide, and sodium chlorite. Wastes with no treatment were used as control. Five mixtures of enzymes were prepared by using the enzymatic activities of the commercial enzymes, and were evaluated in the different substrates. A criterion for evaluating the efficiency of enzymes from progress curves, percentage saccharification and saccharification index, called “global index of hydrolysis” was introduced. The results shows that the hydrolysis with E5 enzymatic preparation with the following enzyme activities, hemicelullases: 52.75 global units of /ml, total cellulase: 27.53 FPU / ml, endoglucanase: 1782.1 CMC / ml, exoglucanase: 0.377 UI / ml, β-glucosidase: 550 pUPG U / ml, xylanase: 28.23 UI / ml, galactosidasa: 7.1 UI / ml, manase: 2.76 UI / ml, and ranmanasa: 14.63 UI / ml, and the S3 substrate with 80.53% of cellulose content, 13.35% of hemicellulose, 1,36 % of lignin, and Kappa Number of 5.85 has the highest overall index of hydrolysis,117.16. The study concludes that this enzyme preparation, E5, has greatest potential for the hydrolysis the harvest waste of sugarcane used in this study.application/pdf9 páginasspaUniversidad Nacional de ColombiaDyna. 78(169), (julio 1 de 2011); p.p. 182-19019016818278Flórez Pardo, L. M., Salcedo M, J. G., López Galán, J. E. (2011). Evaluación de enzimas para la hidrólisis de residuos (hojas y cogollos) de la cosecha caña de azúcar. Dyna. 78(169), 182-190. http://red.uao.edu.co//handle/10614/12075DynaSatyanarayan, N., Vaibhav, V., Prasant, K., Kathlene, J. and Ajay, K., Characterization of canadian biomass for alternative renewable biofuel. Renewable energy, 35, pp. 1624–1631, 2010Singh, A., Pant, D., Korres, N., Nizami, A., Prasad, S., Jerry, D. and Murphy, J.D., Key issues in life cycle assessment of ethanol production from lignocellulosic biomass: Challenges And Perspectives. Bioresource Technology, 101, pp. 5003–5012, 2010.Peng, F., Rin, J., Xu, F., Bian, J., Peng, P. and Sun, R., Comparative study hemicellulose obtained by graded ethanol precipitation from sugarcane bagasse. J. agric. Food chem, 57, pp. 6305 – 6317, 2009Singh, R., Singh, S., Trimukhe, K.D., Pandare, K.V., Bastawade, K.B. Gokhale, D.V. and Varma, A.J., Lignin–carbohydrate complexes from sugarcane bagasse: preparation, purification, and characterization, Carbohydrate Polymers 62, Issue 1, pp. 17, 57-66, 2005Saparrat, M. Mocchiutti, P. Liggieri, C., Ligninolytic enzyme ability and potential biotechnology applications of the white-rot fungus grammothele subargentea lpsc no. 436 strain Process Biochemistry, 43, pp. 368–375, 2008Mitsuzawa, S., Kagawa, H., Li, Y.L., Chan, S.L., Paavola, C. and Trent, J., The rosettazyme: A synthetic cellulosome. Journal of Biotechnology, 143, pp. 139–144, 2009.Margolles-Clark, E., Ilmén, M. and Penttilä, M., Expression patterns of ten hemicellulase genes of the filamentous fungus Trichoderma reesei on various carbon sources. Journal of Biotechnology, 57, (1-3), pp. 167-179, 1977.Kubicek, C.P. and Penttilä, M.E., Regulation of production of plant polysaccharide degrading enzymes by Trichoderma and Gliocladium, Biological Control and Commercial Applications, 2, pp. 49 – 6, 1998Rodriguez de Stouvenel, A. and Sernal, C., Economical Production of Lactic Acid Using Sugar Cane Wastes and Juice (Saccharum officinarum L.). Agricultura Técnica, 1 : Vol. 67, pp. 29-38, 2007Wood, T. and Bhat, M., Methods for measuring Cellulase activities. Methods in Enzymology, 60, pp.. 87 – 112, 1988Bailey, M, Biely, P. and Pountanen, K., Interlaboratory testig of methods for assay of xylanase activity. Journal of Biotechnology. 23, pp. 257 – 270, 1992.Megazyme International Ireland Limited Ltda. Assay of endo 1-4-β-D Galactanase using AZO –GALACTAN (AGALP), 2009Jong-Rok, J., Murugesan, K., Kim, Y., Kim, E. and Chang, Y., Synergistic effect of laccase mediators on entachlorophenol removal by Ganoderma lucidum laccase. Appl Microbiol Biotechnol, 81, pp. 783–790, 2008.Bourbonnais, R., Paice, M., Freiermuth, B., Bodie, E. and Borneman, S., Eactivities of Various Mediators and Laccases with Kraft Pulpand Lignin Model Compounds. Applied and Environmental Microbiology. 63 (12), pp. 4627–4632, 1997.Van Soest, P. J., Use of detergents in the Analysis of fibrous feeds. I. Preparation of fiber residues of low nitrogen content. Journal of the AOAC, 46(5), pp. 829 – 835, 1983Hetti, P., Role of lignin in the enzymatic hydrolysis of lignocelluloses. (PhD Thesis). Finland. Helsinki University of Technology, 2004Berlin, A., Gilkes, N., Kurabi, A., Bura, R., Tu, M., Kilburn, D. and Saddler, J., Weak Lignin – Binding Enzymes. Applied Biochemistry and Biotechnology, pp. 121–124, 2005.Derechos Reservados - Universidad Nacional de Colombia, 2011https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)http://purl.org/coar/access_right/c_abf2Evaluación de enzimas para la hidrólisis de residuos (hojas y cogollos) de la cosecha caña de azúcarEvaluation of enzymes for the hydrolysis of waste (leaves and top cane) from the harvest of sugar caneArtículo de revistahttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501http://purl.org/coar/resource_type/c_2df8fbb1Textinfo:eu-repo/semantics/articlehttp://purl.org/redcol/resource_type/ARTREFinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85HidrólisisEnzimasCaña de azúcarResiduosHojas y cogollosEnzymesSugar cane wastePublicationcc4b057a-0ef8-456a-bec2-3d4e0f299a5cvirtual::1759-1cc4b057a-0ef8-456a-bec2-3d4e0f299a5cvirtual::1759-1https://scholar.google.com/citations?user=88OyeaAAAAAJ&hl=es&oi=aovirtual::1759-10000-0001-8779-8120virtual::1759-1https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0000002410virtual::1759-1CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; 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