Evaluación del potencial de Agarophyton Chilensis, Gigartina Skottsbergii, Porphyra Columbina y Ulva Rígida para la producción de xilooligosacáridos a partir de xilano

Abstract

Los xilooligosacáridos (XOS) son cadenas de sacáridos con un grado de polimerización entre 2 y 6, conocidos por sus propiedades prebióticas. Se producen comúnmente a partir de biomasa lignocelulósica, que contiene alto porcentaje de lignina. Las algas son una posible nueva materia prima, ya que tienen menos lignina o incluso no la tienen, y no requieren de uso extensivo de suelo para cultivarlas. Por lo tanto, la extracción de xilano de alga para la producción de XOS podría ser una ventaja en comparación con la biomasa lignocelulósica.

Es en este contexto que se procede a evaluar la obtención de xilano a partir las hemicelulosas de A. chilensis, G. skottsbergii, P. columbina y U. rigida, algas rojas y verdes que crecen en las costas de Chile. Para ello se llevó a cabo la extracción de hemicelulosa, caracterización de la biomasa en término de sus componentes macromoleculares, y en particular, de sus azúcares estructurales principales (celulosa y xilano), caracterización de la hemicelulosa extraída, y finalmente, identificación y caracterización de XOS producidos.

La investigación muestra que G. skottsbergii tiene la mayor cantidad de xilano en su estructura (25,59 %), pero A. chilensis y U. rigida tienen un mayor rendimiento en la recuperación de xilano en relación a la biomasa disponible, alrededor del 80 %. El contenido de lignina en estas algas es bajo, comparado con la biomasa lignocelulósica, G. skottsbergii destaca por presentar un contenido de lignina de solo el 6,46 %. Los contenidos de proteínas y cenizas son consistentes con resultados reportados en estudios anteriores.

Se comparó la extracción de xilooligosacáridos (XOS) utilizando un proceso convencional y otro con extracción previa de agar. Se demostró que la extracción de agar aumenta la disponibilidad enzimática del xilano y el rendimiento de XOS/biomasa, pero reduce el rendimiento de recuperación de xilano en relación con el xilano presente en la biomasa. Con base en lo mencionado, se recomienda usar una xilanasa de diferente, tal vez de origen marino.

Se logró identificar xilooligosacáridos con un grado de polimerización entre 2 y 6, derivados del xilano de alga, obteniendo rendimientos, en mg de XOS/g biomasa, de 9,07 ± 0,9 (A. chilensis), 5,8 ± 2,0 (G. skottsbergii), 3,55 ± 0,31 (P. columbina), 5,35 ± 0,07 (U. rigida), siendo estos rendimientos comparables a biomasas lignocelulósicas usadas en la industria poco eficientes.