Fracionamento da casca de banana para valorização de carboidratos

Abstract

A casca gerada no processamento da banana é uma potencial biomassa lignocelulósica para recuperação de açúcares. Neste trabalho, três processos sequenciados foram usados para extrair açúcares, incluindo xilose, arabinose, xilooligossacarídeos (XOS) e glicose. O processo inclui um pré-tratamento com ácido cítrico, que permite a extração de pectina e recuperação de xilose e xilooligossacarídeos no hidrolisado, na sequência um tratamento alcalino para promover a deslignificação e liberação de açúcares da biomassa e por último a hidrólise enzimática para liberação de glicose pela conversão da biomassa rica em celulose. O balanço de massa mostrou que a recuperação dos açúcares da fração hemicelulósica para 100 g casca da banana produziu 9,9 g de xilose, 0,5 g de XOS e 1 g de arabinose para os tratamentos sequenciados, representando 66% de recuperação da hemicelulose. No tratamento alcalino a liberação de açúcares foi superior para a biomassa tratada com KOH, enquanto que no processo de deslignificação foi superior para a biomassa tratada com NaOH, além do mais, a fração celulósica foi mais preservada com o uso do NaOH, por esses motivos, o NaOH foi a base escolhida para seguir com a hidrólise enzimática. Essa por sua vez produziu 8,2 g de glicose, com 74% da celulose convertida em glicose. Os resultados indicam que o processo proposto para o fracionamento dos carboidratos presentes na casca de banana se mostrou eficiente, com recuperação satisfatória dos carboidratos, os quais possuem elevado potencial para produção de produtos de alto valor agregado.

Abstract: The peel generated in banana processing is a potential lignocellulosic biomass for the recovery of sugars. In this work, three sequenced processes were used to extract sugars, including xylose, arabinose, xylooligosaccharides (XOS) and glucose. The process includes a pretreatment with citric acid, which allows the extraction of pectin and recovery of xylose and xylo-oligosaccharides in the hydrolysate, then an alkaline treatment to promote the delignification and release of sugars from biomass and, finally, enzymatic hydrolysis to release glucose by converting cellulose-rich biomass. The mass balance showed that the recovery of sugars from the hemicellulosic fraction to 100 g banana peel produced 9.9 g of xylose, 0.5 g of XOS and 1 g of arabinose for the sequenced treatments, representing 66% of hemicellulose recovery. In the alkaline treatment, the release of sugars was higher for the biomass treated with KOH, while in the delignification process it was higher for the biomass treated with NaOH, moreover, the cellulosic fraction was more preserved with the use of NaOH, for these reasons, NaOH was the base chosen to continue with enzymatic hydrolysis. This in turn produced 8.2 g of glucose, with 74% of the cellulose converted to glucose. The results indicate that the proposed process for the fractionation of carbohydrates present in the banana peel proved to be efficient, with satisfactory recovery of carbohydrates, which have a high potential for the production of high added value products.