Influence of high pressure processing and alkaline treatment on sugarcane bagasse hydrolysis

Abstract

High pressure processing (HPP) is an emerging technology for food preservation, however its application in pretreatment of lignocellulosic biomass has not been studied; therefore, the objective of this work was to evaluate the effect of HPP in combination with sodium hydroxide on the enzymatic hydrolysis of sugarcane raw and prehydrolyzed bagasse. The results indicated that high pressure treatments alone or combined with sodium hydroxide had a little effect on the lignocellulosic fraction of sugarcane bagasse, however in prehydrolyzed bagasse, removal of the major hemicellulose was observed. Also, changes in the microstructure and crystallinity of sugarcane bagasse were observed at 450 MPa as the modification of the cellulose fiber improved the porosity, increasing the susceptibility of bagasse to cellulases, obtaining a glucose concentration of 25.91g/L with NaOH (6\% treatment). These results are important because the application of HPP on lignocellulosic materials could be used to get fermentable sugars for production of food additives. El procesamiento de alta presion (APH) es una tecnologia emergente para la conservacion de alimentos, sin embargo su aplicacion como pretratamiento de biomasa lignocelulosica no ha sido estudiada. El objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto de la alta presion en combinacion con el uso de soluciones de hidroxido de sodio sobre la hidrolisis enzimatica del bagazo de cana normal y prehidrolizado. Los resultados indicaron que los tratamientos de alta presion solos o en combinacion con el hidroxido de sodio tuvieron un ligero efecto sobre la fraccion lignocelulosica del bagazo de cana de azucar, sin embargo, en el bagazo prehidrolizado se observo la mayor reduccion de hemicelulosa. Tambien, cambios importantes en la microestructura y en la cristalinidad del bagazo de cana fueron observados a 450 MPa con una alteracion de las fibras de celulosa que mejoraron la susceptibilidad del bagazo a las celulasas, obteniendo una concentracion de glucosa de 25,91 g/L con el tratamiento con hidroxido de sodio al 6\%. Estos resultados son importantes ya que muestran que la aplicacion de APH sobre materiales lignocelulosicos podria ser utilizada para obtener azucares fermentables para la produccion de aditivos alimentarios.