Name: Extracción ultrarrápida de lignina de residuos lignocelulósicos mediterráneos inusuales (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2021-03-09T12:30:00.000+00:00
Duration: 9 min 22 s
Description: Aprende a extraer lignina de alta pureza de biomasa lignocelulósica mediante un método verde, rápido y eficiente que utiliza solventes eutécticos profundos con asistencia de microondas.

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MK y TB agradecen a Haitham Ayeb por los análisis estadísticos y la preparación de cifras, a la Región Valona (Desarrollo Regional Europeo-VERDIR) y al Ministro de Educación Superior e Investigación Científica (Taoufik Bettaieb) por la financiación.

<ol><li>Kammoun, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hydrothermal+dehydration+of+monosaccharides+promoted+by+seawater+fundamentals+on+the+catalytic+role+of+inorganic+salts%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Hydrothermal dehydration of monosaccharides promoted by seawater fundamentals on the catalytic role of inorganic salts.</a> Frontiers in Chemistry. 7, 132(2019).</li>
<li>Kammoun, M., Ayeb, H., Bettaieb, T., Richel, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chemical+characterisation+and+technical+assessment+of+agri-food+residues%2C+marine+matrices%2C+and+wild+grasses+in+the+South+Mediterranean+area%3A+A+considerable+inflow+for+biorefineries%5BTitle%5D)+AND+%22Waste+Management%22%5BJournal%5D)">Chemical characterisation and technical assessment of agri-food residues, marine matrices, and wild grasses in the South Mediterranean area: A considerable inflow for biorefineries.</a> Waste Management. 118, 247-257 (2020).</li>
<li>Zhang, C. W., Xia, S. Q., Ma, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Facile+pretreatment+of+lignocellulosic+biomass+using+deep+eutectic+solvents%5BTitle%5D)+AND+%22Bioresource+Technology%22%5BJournal%5D)">Facile pretreatment of lignocellulosic biomass using deep eutectic solvents.</a> Bioresource Technology. 219, 1-5 (2016).</li>
<li>Mora-Pale, M., Meli, L., Doherty, T. V., Linhardt, R. J., Dordick, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Room+temperature+ionic+liquids+as+emerging+solvents+for+the+pretreatment+of+lignocellulosic+biomass%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnology+and+Bioengineering%22%5BJournal%5D)">Room temperature ionic liquids as emerging solvents for the pretreatment of lignocellulosic biomass.</a> Biotechnology and Bioengineering. 108 (6), 1229-1245 (2011).</li>
<li>Chen, Z., Wan, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrafast+fractionation+of+lignocellulosic+biomass+by+microwave-assisted+deep+eutectic+solvent+pretreatment%5BTitle%5D)+AND+%22Bioresource+Technologie%22%5BJournal%5D)">Ultrafast fractionation of lignocellulosic biomass by microwave-assisted deep eutectic solvent pretreatment.</a> Bioresource Technologie. 250, 532-537 (2018).</li>
<li>Francisco, M., Van Den Bruinhorst, A., Kroon, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((New+natural+and+renewable+low+transition+temperature+mixtures+%28+LTTMs+%29%3A+screening+as+solvents+for+lignocellulosic+biomass+processing%5BTitle%5D)+AND+%22Green+Chemistry%22%5BJournal%5D)">New natural and renewable low transition temperature mixtures ( LTTMs ): screening as solvents for lignocellulosic biomass processing.</a> Green Chemistry. 14 (8), 2153-2157 (2012).</li>
<li>Liu, Y. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Efficient+cleavage+of+lignin+-+carbohydrate+complexes+and+ultrafast+extraction+of+lignin+oligomers+from+wood+biomass+by+microwave-assisted+treatment+with+deep+eutectic+solvent%5BTitle%5D)+AND+%22Chem+sus+chem%22%5BJournal%5D)">Efficient cleavage of lignin - carbohydrate complexes and ultrafast extraction of lignin oligomers from wood biomass by microwave-assisted treatment with deep eutectic solvent.</a> Chem sus chem. 10, 1692-1700 (2017).</li>
<li>Xu, G. C., Ding, J. C., Han, R. Z., Dong, J. J., Ni, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhancing+cellulose+accessibility+of+corn+stover+by+deep+eutectic+solvent+pretreatment+for+butanol+fermentation%5BTitle%5D)+AND+%22Bioresource+Technologie%22%5BJournal%5D)">Enhancing cellulose accessibility of corn stover by deep eutectic solvent pretreatment for butanol fermentation.</a> Bioresource Technologie. 203, 364-369 (2016).</li>
<li>Jablonský, M., Andrea, Š, Kamenská, L., Vrška, M., Šima, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Deep+eutectic+solvents+fractionation+of+wheat+straw+deep+eutectic+solvents+fractionation+of+wheat+straw%5BTitle%5D)+AND+%22Bioresources%22%5BJournal%5D)">Deep eutectic solvents fractionation of wheat straw deep eutectic solvents fractionation of wheat straw.</a> Bioresources. 10 (4), 8039-8047 (2015).</li>
<li>Shen, X. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Facile+fractionation+of+lignocelluloses+by+biomass-derived+deep+eutectic+solvent+%28DES%29+pretreatment+for+cellulose+enzymatic+hydrolysis+and+lignin+valorization%5BTitle%5D)+AND+%22Green+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Facile fractionation of lignocelluloses by biomass-derived deep eutectic solvent (DES) pretreatment for cellulose enzymatic hydrolysis and lignin valorization.</a> Green Chemistry. 21, 275-283 (2019).</li>
<li>Alvarez-Vasco, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Unique+low-molecular-weight+lignin+with+high+purity+extracted+from+wood+by+deep+eutectic+solvents+%28DES%29%3A+a+source+of+lignin+for+valorization%5BTitle%5D)+AND+%22Green+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Unique low-molecular-weight lignin with high purity extracted from wood by deep eutectic solvents (DES): a source of lignin for valorization.</a> Green Chemistry. 18, 5133-5141 (2016).</li>
<li>Banu, J. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+review+on+biopolymer+production+via+lignin+valorization%5BTitle%5D)+AND+%22Bioresource+Technologie%22%5BJournal%5D)">A review on biopolymer production via lignin valorization.</a> Bioresource Technologie. 290, 121790(2019).</li>
<li>Gordobil, O., Olaizola, P., Banales, J. M., Labidi, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lignins+from+agroindustrial+by-products+as+natural+ingredients+for+cosmetics+chemical+structure+and+in+vitro+sunscreen+and+cytotoxic+activities%5BTitle%5D)+AND+%22Molecules%22%5BJournal%5D)">Lignins from agroindustrial by-products as natural ingredients for cosmetics chemical structure and in vitro sunscreen and cytotoxic activities.</a> Molecules. 25 (5), 1131(2020).</li>
<li>Lee, C. S., Thu Tran, T. M., Weon Choi, J., Won, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lignin+for+white+natural+sunscreens%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Biological+Macromolecules%22%5BJournal%5D)">Lignin for white natural sunscreens.</a> International Journal of Biological Macromolecules. 122, 549-554 (2019).</li>
<li>Widsten, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lignin-based+sunscreens-state-of-the-art%2C+prospects+and+challenges%5BTitle%5D)+AND+%22Cosmetics%22%5BJournal%5D)">Lignin-based sunscreens-state-of-the-art, prospects and challenges.</a> Cosmetics. 7, 85(2020).</li>
<li>Qian, Y., Qiu, X., Zhu, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lignin%3A+a+nature-inspired+sun+blocker+for+broad-spectrum+sunscreens%5BTitle%5D)+AND+%22Royal+Society+of+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Lignin: a nature-inspired sun blocker for broad-spectrum sunscreens.</a> Royal Society of Chemistry. 17, 320-324 (2015).</li>
<li>Zijlstra, D. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extraction+of+lignin+with+high+%CE%B2-O-4+content+by+mild+ethanol+extraction+and+its+effect+on+the+depolymerization+yield%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Extraction of lignin with high β-O-4 content by mild ethanol extraction and its effect on the depolymerization yield.</a> Journal of Visualized Experiments. (143), e58575(2019).</li>
</ol>

Los autores no reportan ningún conflicto de intereses.

Este estudio tenía muchos objetivos; el primero de los cuales fue preparar y utilizar disolventes verdes de bajo costo con las características tanto de líquidos iónicos como de disolventes orgánicos. El segundo objetivo fue fraccionar la biomasa y extraer lignina en un solo paso, sin requerir pasos preliminares como la extracción de extraíbles utilizando Soxhlet o hemicelulosa utilizando disolventes alcalinos, técnicas básicas o termofísicas. El tercer objetivo era recuperar lignina mediante una simple filtración tras el...

Los procesos sostenibles de biorrefinería integran el procesamiento de la biomasa, su fraccionamiento en moléculas de interés y su conversión en productos de valor añadido1. En la biorrefinación de segunda generación, el pretratamiento se considera esencial para el fraccionamiento de la biomasa en sus componentes principales2. Los métodos tradicionales de pretratamiento que utilizan estrategias químicas, físicas o biológicas se han aplicado ampliamente3. Sin embargo, dicho pretratamiento se considera el paso más costoso en la biorrefinación y tiene otras desventajas como el largo tiempo de procesamiento, el alto consumo de calor y energía, y las impurezas del disolvente4. Recientemente, los DES, cuyas propiedades son similares a las de los líquidos iónicos3,han surgido como disolventes verdes debido a ventajas como la biodegradabilidad, el respeto al medio ambiente, la facilidad de síntesis y la recuperación después del tratamiento5.
Los DES son mezclas de al menos un HBD, como el ácido láctico, el ácido málico o el ácido oxálico, y un aceptor de enlaces de hidrógeno (HBA) como la betaína o el cloruro de colina (ChCl)6. Las interacciones HBA-HBD permiten un mecanismo catalítico que permite la escisión de enlaces químicos, causando el fraccionamiento de biomasa y la separación de lignina. Muchos investigadores han reportado el pretratamiento a base de DES de materias primas lignocelulósicas como ChCl-glicerol en la mazorca de maíz y estufa7,8,ChCl-urea y ácido ChCl-oxálico en paja de trigo9,Ácido chCl-láctico en aserrín de eucalipto 10,y Ácido chCl-acético11 y ChCl-etilenglicol en madera11. Para mejorar la eficiencia del DES, el pretratamiento debe combinarse con el tratamiento por microondas para acelerar el fraccionamiento de biomasa5. Muchos investigadores han reportado un pretratamiento combinado (DES y microondas) de madera8 y de maíz stover, switchgrass, y Miscanthus5,que proporciona una nueva visión de la capacidad de los DES para el fraccionamiento lignocelulósico y la extracción de lignina en un solo paso fácil durante un corto período.
La lignina es una macromolécula fenólica valorizada como materia prima para la producción de biopolímeros y presenta una alternativa para la producción de productos químicos como monómeros aromáticos y oligómeros12. Además, la lignina tiene actividades de absorción antioxidante y ultravioleta13. Varios estudios han reportado aplicaciones de lignina en productos cosméticos14,15. Su integración en productos de protección solar comercial ha mejorado el factor de protección solar (SPF) del producto de SPF 15 a SPF 30 con la adición de solo 2 % en peso de lignina y hasta SPF 50 con la adición de 10 % en peso de lignina16. Este papel describe un acercamiento ultrarrápido para la hendidura del lignina-carbohidrato, asistida por el tratamiento previo combinado de la DES-microonda de biomasas mediterráneas. Estas biomasas consisten en subproductos agroalimentarios, particularmente orujo de oliva y cáscaras de almendra. Otras biomasas que se investigaron fueron las de origen marino (hojas de posidonia y aegagropilo) y las procedentes de un bosque (piñas y gramíneas silvestres). El enfoque de este estudio fue probar disolventes verdes de bajo costo para evaluar los efectos de este pretratamiento combinado en el fraccionamiento de materias primas, investigar su influencia en la pureza y el rendimiento de la lignina, y estudiar sus efectos sobre los pesos moleculares y los grupos funcionales químicos en la lignina extraída.

<table><tbody><tr><td>Cromatografía de permeación en gel por HPLC</td><td>Agilent 1200 series</td><td></td><td></td></tr><tr><td>1 metilimadazol</td><td>Acros organics</td><td></td><td></td></tr><tr><td>2-desoxi-D-glucosa (patrón interno)</td><td>Sigma Aldrich (St. Louis, EE. UU.)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ácido acético</td><td>Sigma Aldrich (St. Louis, EE. UU.)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Anhídrido acético</td><td>Sigma Aldrich (St. Louis, EE. UU.)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Pipetas ajustables</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Lignina alcalina</td><td></td><td></td><td>con álcali</td></tr><tr><td>Arabinosa (99%)</td><td>Sigma Aldrich (St. Louis, EE. UU.)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Autoclave</td><td>CERTO CLAV (Modelo CV-22-VAC-Pro)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Baño de agua a 70 &0 °; C</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ácido bórico</td><td>Sigma Aldrich (St. Louis, EE. UU.)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Bromocresol</td><td>Sigma Aldrich (St. Louis, EE. UU.)</td><td></td><td></td></tr> <tr><td>Catalizador</td><td>CTQ (código A22) (1,5 g K2SO4 + 0,045 g CuSO4,5 H2O + 0,045 g TiO2)</td><td>Centrifugación Merck</td><td></td></tr><tr><td> contenedor</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Centrífuga</td><td>BECKMAN COULTER</td> Centrífuga <td></td><td>Avanti J-E</td></tr><tr><td>Crisoles</td><td></td><td></td><td></td>cerámicos</tr><tr><td>Cloruro de colina 99%</td><td>Acros organics</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Columna</td><td>Agilent PLGel Mixed C (alfa 3.000 (4,6 &times; 250 mm, 5 &micro; m) precedida por una columna de protección (TSK gel alpha guard column 4,6 mm &times; 50 mm, 5 &micro; m)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Columna</td><td>HP1-metilsisoxano (30 m, 0,32 mm, 0,25 mm)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Porosidad del crisol N&deg; 4 ( Crisol filtrante)</td><td>Shott Duran Alemania</td><td>boro 3.3</td><td></td></tr><tr><td>Desecador</td> de agua deonizada Dimetilformamida <td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td>VWR BDH Productos químicos</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Dimetilsulfóxido Acros</td><td>organics Matraz</td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td>Erlenmeyer</tr><tr><td></td> Etanol Merck (Darmstadtt,<td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td> Alemania)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Crisoles filtrantes, procelaína</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Matraces</td><td></td><td></td><td></td>de filtración</tr><tr><td>Fourrier Transformado Inra- Red</td><td>Vertex 70 Aparato Bruker equipado con un módulo de reflectancia total atenuada (ATR). Los espectros se registraron en los 4.000&ndash; 400 cm&menos; Rango de 1 con 32 escaneos a una resolución de 4,0 cm&menos; 1</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Galactosa (98%</td><td>Sigma Aldrich (St. Louis, USA)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Cromatografía</td><td>de Gaz Agilent (serie 7890)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Frasco de vidrio 100 mL</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Tubos de vidrio (borosilicato) con tapones de teflón 10 mL</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Glucosa (98%</td><td>Sigma Aldrich (St. Louis, USA)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Golves</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Cilindro graduado 50 mL /100 mL</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>H2SO4 Titrisol (0,1 N)</td><td>Merck (Darmstadtt, Alemania)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>H2SO4 (95-98%)</td><td>Sigma Aldrich (St. Louis, EE. UU.)</td><td>BUCHI R-114)</td><td></td></tr><tr><td>Cortador Hummer equipado con tamiz de 1 mm y 0,5 mm</td><td>Mill Ttecator (Suecia)</td><td>Cyclotec 1093</td><td></td></tr><tr><td>Indulin</td><td></td><td></td><td>Control de lignina bruta</td></tr><tr><td>Destilador Kjeldahl</td><td>Kjeltec 2300 (Foss)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Tubo Kjeldahl</td><td>FOSS</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Rack</td><td></td><td></td><td></td>Kjeldhal</tr><tr><td>digestor Kjeldhal</td><td>Kjeltec 2300 (Foss)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Sistema</td><td></td><td></td><td></td>de succión Kjeldhal</tr><tr><td>Estación química de laboratorio Software</td><td></td><td></td><td>Análisis de datos</td></tr><tr><td>GC Ácido</td> <td>lácticoMerck (Darmstadtt, Alemania)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Cloruro de litio LiCl</td><td>Sigma Aldrich (St. Louis, EE. UU.)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Manosa (98%)</td><td>Sigma Aldrich (St. Louis, EE. UU.)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Rojo</td><td></td><td></td><td></td>de metilo</tr><tr><td>Microondas</td><td>START SYNTH MILESTONE Sistema</td><td></td><td></td>de laboratorio de microondas</tr><tr><td>Sonda</td><td></td><td></td><td></td> de temperatura de microondas</tr><tr><td>Contenedor</td><td></td><td></td><td></td>de microondas</tr><tr><td>Horno</td><td></td><td></td><td></td>de mufla</tr><tr><td>NaOH</td><td>Merck (Darmstadtt, Alemania)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Papel</td><td></td><td></td><td></td>sin nitrógeno</tr><tr><td>Opus</td><td></td><td></td><td>software de espectroscopía</td></tr><tr><td>Oven</td><td>GmbH Memmert SNB100</td><td>Memmert SNB100</td><td></td></tr><tr><td>Ácido oxálico</td><td>VWR BDH Chemicals</td><td></td><td></td></tr><tr><td>P 1000</td><td></td><td></td><td>Lignina procesada con soda</td></tr><tr><td>Balanza</td><td></td><td></td><td></td></tr> de <tr><td>precisión de pH para papel</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Espectroscopía</td><td></td><td></td><td></td>infrarroja</tr><tr><td>Cubeta</td><td></td><td></td><td></td>Quatz</tr><tr><td>Ramnosa (98%)</td><td>Sigma Aldrich (St. Louis, EE. UU.)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Evaporador de vacío rotativo</td><td>Bucher</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Matraz de fondo redondo 500 mL</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>borohidruro de sodio NaBH4</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Botella</td><td></td><td></td> Schott <td>botella de vidrio</td></tr><tr><td>Tubos Sovirel</td><td>Sovirel</td><td></td><td>Tubos de vidrio de borosilicato</td></tr><tr><td>Espátula</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Tubo</td><td></td><td></td><td></td></tr> <tr><td>especialEspectrofotómetro</td><td>UV-1800 Shimadzu</td><td></td><td></td></tr><tr>Cinta <td></td><td></td><td></td><td>indicadora de esterilización</td></tr><tr><td>Barra de agitación en teflón</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Placa</td><td></td><td></td><td></td>de agitación</tr><tr><td>Jeringas</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Borohidruro de sodio</td><td>Sigma Aldrich (St. Louis, EE. UU.)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Titrisol</td><td>Merck</td><td>Merck 109984</td><td>0,1 N H2SO4</td></tr><tr><td>Urea</td><td>VWR BDH Chemicals</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Vials VolumetriC</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>matraz 2,5 L /5 L</td><td>Bucher</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Vortex</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Xilosa (98%)</td><td>Sigma Aldrich (St. Louis, EE. UU.)</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

extracción ultrarrápida de lignina de residuos lignocelulósicos mediterráneos inusuales

Ultrafast Lignin Extraction from Unusual Mediterranean Lignocellulosic Residues

El pretratamiento sigue siendo el paso más costoso en los procesos de biorrefinería lignocelulósica. Debe hacerse rentable minimizando los requisitos químicos, así como el consumo de energía y calor, y utilizando disolventes respetuosos con el medio ambiente. Los disolventes eutécticos profundos (DES) son disolventes clave, ecológicos y de bajo costo en las biorrefinerías sostenibles. Son mezclas transparentes caracterizadas por puntos de congelación bajos resultantes de al menos un donante de enlace de hidrógeno y un aceptor de enlace de hidrógeno. Aunque los DES son disolventes prometedores, es necesario combinarlos con una tecnología de calefacción económica, como la irradiación por microondas, para una rentabilidad competitiva. La irradiación por microondas es una estrategia prometedora para acortar el tiempo de calentamiento y aumentar el fraccionamiento porque puede alcanzar rápidamente la temperatura adecuada. El objetivo de este estudio fue desarrollar un método rápido y de un solo paso para el fraccionamiento de biomasa y la extracción de lignina utilizando un disolvente biodegradable y de bajo costo. 
En este estudio, un tratamiento previo microonda-asistido del DES fue conducido para 60 s en 800 W, usando tres clases de DESs. Las mezclas del DES fueron preparadas facilely del cloruro de colina (ChCl) y de tres donantes del hidrógeno-enlace (HBDs): un ácido monocarboxílico (ácido láctico), un ácido dicarboxílico (ácido oxálico), y urea. Este pretratamiento se utilizó para el fraccionamiento de biomasa y la recuperación de lignina a partir de residuos marinos (hojas de posidonia y aegagropilo), subproductos agroalimentarios (cáscaras de almendras y orujo de oliva), residuos forestales (piñas) y gramíneas lignocelulósicas perennes(Stipa tenacissima). Otros análisis fueron conducidos para determinar la producción, la pureza, y la distribución del peso molecular de la lignina recuperada. Además, el efecto de los DESs sobre los grupos funcionales químicos en la lignina extraída se determinó mediante espectroscopia infrarroja de transformada de Fourier (FTIR). Los resultados indican que la mezcla de ácido chcl-oxálico ofrece la mayor pureza de lignina y el menor rendimiento. El actual estudio demuestra que el proceso de la DES-microonda es una tecnología ultrarrápida, eficiente, y coste-competitiva para el fraccionamiento lignocellulosic de la biomasa.

La Figura 2A-C representa el rendimiento de lignina de la extracción de las seis materias primas, que se muestra en la Figura 1A-F,después del pretratamiento combinado de microondas-DES. Los resultados muestran que el rendimiento de lignina obtenido con DES1 (ChCl-ácido oxálico)(Figura 2A)fue inferior a los rendimientos obtenidos con DES2 (ChCl-ácid...

El pretratamiento profundo a base de solvente y asistido por microondas eutéctico es un proceso verde, rápido y eficiente para el fraccionamiento lignocelulósico y la recuperación de lignina de alta pureza.

Extracción ultrarrápida de lignina de residuos lignocelulósicos mediterráneos inusuales

Pretreatment is still the most expensive step in lignocellulosic biorefinery processes. It must be made cost-effective by minimizing chemical requirements ...

El objetivo de nuestro protocolo es fraccionar la biomasa y extraer lignina en un solo paso. Usando este método, la lignina se puede recuperar por filtración simple después del tratamiento sin ajuste del pH, sino simplemente agregando agua destilada. El enfoque de este estudio es evaluar el efecto de este tratamiento combinado del fraccionamiento de la materia prima, su influencia en la pureza y el rendimiento de la lignina, y su efecto sobre los pesos moleculares y los grupos funcionales químicos en la lignina extraída.El proceso de microondas de solución eutéctica profunda es una tecnología ultra rápida, eficiente y rentable para el fraccionamiento de biomasa lignocelulósica y la recuperación de lignina con alta pureza. Prepare la solución eutéctica profunda en un matraz inferior redondo de 500 mililitros como se describe en el manuscrito del texto. Luego coloque cinco gramos de materia prima, 50 mililitros de solución eutéctica profunda y una barra de agitación en un microondas en un reactor de politetrafluoroetileno cerrado.Cierre el recipiente de microondas con una tapa apropiada y coloque una tapa de temperatura. Colótelo en el borde de la plataforma giratoria, asegurándose d

ultrafast-lignin-extraction-from-unusual-mediterranean

Research

Investigación

JoVE Journal

Chemistry

Química

La biomasa vegetal es uno de los principales de carbono-neutral recurso renovable que podría ser utilizado para la producción de biocombustibles. La biomasa vegetal se compone principalmente de las paredes celulares, un material compuesto estructuralmente complejos denomina lignocelulosa. Aquí se describe un protocolo para un análisis exhaustivo del contenido y la composición de la lignina polifenólicos.

Análisis Integral de la composición de las paredes celulares vegetales (biomasa lignocelulósica) Parte I: La lignina

Un método basado en la microscopía confocal de Raman que se presenta ofrece sin etiquetas de visualización de la lignina en las paredes celulares vegetales y comparación de lignificación en los diferentes tejidos, muestras o especies.

Sin etiquetas In situ Imágenes de lignificación de las paredes celulares vegetales

Una interferencia de ARN de doble cadena (dsRNAi) técnica se emplea para regular a la baja la coenzima A reductasa cinamoilo maíz gen (ZmCCR1) a un menor contenido de lignina de la planta. La lignina regulación a la baja de la pared celular se visualiza mediante análisis microscópicos y se cuantifica por el método de Klason. Se analizan los cambios de composición de la hemicelulosa y la celulosa cristalina.

La lignina Down-regulación de<em&gt; Zea mays</em&gt; Vía dsRNAi y Análisis de lignina Klason

Los desechos industriales se pueden recolectar y modificar para analizar el crecimiento microbiano. Las técnicas de extracción de lignocelulosa proporcionan componentes para analizar la capacidad específica de biodegradación. La cromatografía de gases-espectrometría de masas identifica los productos de fermentación de los microorganismos cultivados en los residuos de la fabricación de pulpa. Estos métodos determinan la capacidad metabólica de los microorganismos para degradar los residuos de...

Métodos para facilitar el crecimiento microbiano en los flujos de residuos de las fábricas de celulosa y caracterización del potencial de biodegradación de los microbios cultivados

Se evalúan la estructura de la pared celular de la planta y los rasgos químicos para identificar las materias primas ideales para biocombustibles y biomateriales. Los métodos estándar tienen limitaciones cuando se aplican a grandes conjuntos de datos. Estos métodos de pretratamiento de alto rendimiento, sacarificación enzimática y espectrometría de masas de haz molecular de pirólisis comparan un gran número de muestras de biomasa con una disminución del tiempo y el costo experimental.

Selección de alto rendimiento de las Variaciones obstinación en lignocelulósica Biomasa: Total lignina, lignina Monómeros y enzimática Azúcar de lanzamiento

Se muestra el pretratamiento de biomasa lignocelulósica con líquidos iónicos próticos de bajo costo, dando como resultado una pulpa rica en celulosa deslignosa y una lignina purificada. La pulpa da lugar a altos rendimientos de glucosa después de la sacarificación enzimática.

El pretratamiento de la biomasa lignocelulósica con bajo costo líquidos iónicos

Aquí, presentamos un protocolo para realizar la extracción de etanol de la lignina de varias fuentes de biomasa. El efecto de las condiciones de extracción sobre el rendimiento de lignina y contenido de β-O-4 se presentan. Despolimerización selectiva se realiza en la lignina obtenida para obtener productos de alta monómero aromático.

Extracción de la lignina con alto contenido de β-O-4 por la extracción de etanol suave y su efecto sobre el rendimiento de despolimerización

OrganoCat es un método para el pretratamiento y fraccionamiento de lignocelulosa en condiciones suaves en lignina, azúcares fermentables y pulpa de celulosa. En un sistema de disolvente bifásico biogénico de agua y 2-metiltetrahidrofurano con ácido 2,5-furancarboxílico como catalizador, los productos OrganoCat se separan in situ para una recuperación directa del producto.

Fraccionamiento de biomasa lignocelulósica mediante el proceso OrganoCat

El objetivo de esta investigación fue formar tejido de la pared celular vegetal sintético usando asamblea capa por capa de fibrillas nanocellulose y aislada lignina montado a partir de suspensiones acuosas diluidas. Se han usado técnicas de medición de la superficie de la microbalanza de cristal de cuarzo y microscopía de fuerza atómica para monitorizar la formación del material nanocompuesto de polímero-polímero.

Hacia Biomimicking Madera: Fabricada en monobloque películas de nanocellulose, lignina, y una Policatión sintético

Este artículo describe un método de extracción supercrítica rápida para la fabricación de aerogeles de sílice. Mediante la utilización de un molde cerrado y caliente de la prensa hidráulica, los aerogeles monolíticos pueden hacerse en ocho horas o menos.

Preparación de sílice aerogel monolitos a través de un método de extracción supercrítica rápida

Aprende a extraer lignina de alta pureza de biomasa lignocelulósica mediante un método verde, rápido y eficiente que utiliza solventes eutécticos profundos con asistencia de microondas.

Extracción ultrarrápida de lignina de residuos lignocelulósicos mediterráneos inusuales

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