Extracción organosolvolítica no catalizada de cáscaras de almendra brutas e hidrolizadas. Caracterización química y estructural de los principales biopolímeros

Résumé

El aprovechamiento no energético de los materiales lignocelulósicos residuales debe contemplar un uso eficiente de sus principales componentes: lignina, celulosa, hemicelulosas, ceras, resinas, etc. Los métodos empleados aprovechan fundamentalmente alguno de los componentes con degradación parcial o total de los demás. Sin embargo, existen estrategias de proceso que, aunque están menos extendidas, permiten separar de manera secuencial los principales biopolímeros presentes en los materiales vegetales (fraccionamiento secuencial); así, la explosión con vapor o en medio acuoso separa selectivamente la fracción polisacárida (hemicelulosas), mientras que la extracción con disolventes orgánicos (organosolvolisis) extrae preferentemente la fracción polifenólica (lignina). Este trabajo se centra en el estudio de la extracción organosolvolítica no catalizada de cáscaras de almendra brutas e hidrolizadas (procedentes de un proceso industrial de obtención de xilosa) con mezclas acuosas de acetona, etanol y dioxano, determinando la influencia de las condiciones de extracción, a saber: proporción disolvente orgánico/agua, temperatura de extracción y tiempo de tratamiento, sobre la solubilización de las hemicelulosas y de la lignina, y sobre algunas características estructurales de ambos biopolímeros [distribución de pesos moleculares por cromatografía de permeación en gel (GPC) y contenido de lignina no condensada por tioacidolisis]. La planificación de la investigación se llevó a cabo, inicialmente, mediante el método clásico de variación de una variable cada vez y, a continuación, se aplicó un diseño de experimentos de Doehlert de segundo orden con el fin de determinar el posible efecto de interacción entre variables. En este último caso, la interpretación de los resultados se realizó mediante la metodología de superficies de respuesta. Además, se ha conseguido desarrollar un método de fraccionamiento de los extractos organosolvolíticos que permite separar selectivamente los sacáridos y los complejos lignina-carbohidrato de la lignina. También se ha obtenido un método por GPC para la estimación del contenido de monómeros de la lignina extraída y para la determinación del contenido de furfural de los extractos. Los resultados logrados durante la organosolvolisis han sido interpretados mediante la teoría del parámetro de solubilidad de Hildebrand. Palabras clave: cáscaras de almendra, extracción organosolvolítica, parámetro de solubilidad, lignina, distribución de pesos moleculares, tioacidolisis.