Obtención de nano-celulosa bacteriana utilizando hidrolizados de bagazo de caña y cáscara de cacao

La celulosa es uno de los biopolímeros más abundantes en la tierra y se investigan varias aplicaciones en la industria y en medicina. La mayor parte se encuentra en plantas (celulosa vegetal). Sin embargo, la producción de celulosa vegetal enfrenta problemas de deforestación y costosos procesos de purificación. Por otro lado, tenemos a la celulosa bacteriana, la cual presenta varias ventajas por sus características; no obstante, su costo de producción a nivel industrial aun presenta problemas. Por ello, utilizar desechos agroindustriales de cacao y caña como fuente de carbono para obtener celulosa bacteriana presenta una posible solución al problema. Por tal motivo se planteó evaluar tratamientos de hidrólisis en residuos agroindustriales para la obtención de azúcares fermentables, los cuales serán la fuente de carbono en medios mínimos. Posteriormente, se evaluó el rendimiento de celulosa producida por dos cepas acéticas (PDC21 y PDC 25) y Komagataeibacter xylinus DSM 2004 (DSM 2004) en los mismos medios. Una vez determinado tratamiento adecuado para la producción de celulosa, que consistió en utilizar hidrolizado de cáscara de cacao y la bacteria DSM 2004, se compararon dos métodos de hidrólisis de celulosa para obtener uno de sus derivados, la nano-celulosa, misma que se caracterizó morfológicamente mediante FT-IR y SEM. La investigación demostró la idoneidad de utilizar hidrolizados de residuos de cáscara de cacao y bagazo de caña de azúcar como fuentes de carbono de bajo costo para producir celulosa bacteriana. Además, se determinó que los tratamientos de hidrólisis utilizados para la obtención de nano-celulosa no influyen en su morfología.

Cellulose is one of the most abundant biopolymers on Earth, and various applications in medicine and industry are being investigated. Most of it is found in plants (vegetable cellulose). However, the production of vegetable cellulose faces deforestation and costly purification processes problems. On the other hand, there are bacterial cellulose which has several advantages due to its characteristics; however, its production cost at industrial scale still exhibits problems. Therefore, use agro-industrial waste from cocoa and sugarcane as a carbon source to obtain bacterial cellulose presents a possible solution to the problem. Consequently, it was proposed to evaluate hydrolysis treatments on agro-industrial wastes to obtain fermentable sugars, which will be the carbon source in minimal mediums. Subsequently, cellulose yield produced by two acetic strains (PDC21 and PDC 25) and Komagataeibacter xylinus DSM 2004 (DSM 2004) was evaluated in the same medium. Once the appropriate treatment to produce cellulose was determined, which consisted of the use of cocoa shell hydrolyzate and the DSM 2004 bacteria, two cellulose hydrolysis methods were compared to obtain one of its derivatives, nano-cellulose, which was characterized morphologically by FT-IR and SEM. The research demonstrated the suitability of use hydrolysates of cocoa shell waste and sugarcane bagasse as low-cost carbon sources to produce bacterial cellulose. In addition, it was determined that the hydrolysis treatments used to obtain nano-cellulose do not influence its morphology.