Abstract:
CONDITION FOR PUBLICATION OF PROJECT. This study explores the potential of banana peduncle as a raw material for second-generation bioethanol production and as a source of phenolic compounds. For this, prior to ethanol production, a total of 46.01 mg GAE/g dw of polyphenols was recovered by four-stage ultrasound-assisted extraction, and ethanol production was compared with that of BP samples processed without prior polyphenol extraction. The steam explosion promoted greater solubilization of hemicellulose in the sample with the extraction of polyphenols; however, it effectively altered the structure of the biomass in both cases, preserving the cellulose matrix and improving its accessibility. This allowed an enzymatic hydrolysis yield of 80% (52 g/L glucose), followed by a production of 24 g/L ethanol. No significant differences in fermentation yield were observed between samples with and without prior polyphenol extraction. On the other hand, direct fermentation of the extracted and concentrated BP juice was also carried out, which showed concentration-dependent inhibition. At concentrations of 5X and 10X, Saccharomyces cerevisiae maintained cell populations (~10^6 cells/mL) similar to those of the control medium and produced 23.07 and 35.41 g/L of ethanol, respectively. However, at 10X, the accumulation of phenolic content caused an increase in the lag phase, and at a concentration of 15X, it caused severe inhibition, which limited sugar consumption and prevented ethanol production.
Keywords: banana peduncle, ethanol, polyphenols, inhibition, yeast, SAFs.
Description:
CONDICIONAMIENTO DE PUBLICACION DE PROYECTO. Este estudio explora el potencial del pedúnculo de banano (PB) como materia prima para la producción de bioetanol de segunda generación y como fuente de compuestos fenólicos. Para ello, antes de la producción de etanol, se recuperó un total de 46,01 mg GAE/g dw de polifenoles mediante extracción asistida por ultrasonido de cuatro etapas, y se comparó la producción de etanol con la de muestras de PB procesadas sin extracción previa de polifenoles. La explosión de vapor promovió una mayor solubilización de la hemicelulosa en la muestra con extracción de polifenoles; sin embargo, alteró eficazmente la estructura de la biomasa en ambos casos, preservando la matriz de celulosa y mejorando su accesibilidad. Esto permitió un rendimiento de hidrólisis enzimática del 80 % (52 g/L de glucosa), seguido de una producción de 24 g/L de etanol. No se observaron diferencias significativas en el rendimiento de la fermentación entre las muestras con y sin extracción previa de polifenoles. Por otra parte, también se llevó a cabo la fermentación directa del jugo extraído y concentrado de PB, la cual mostró una inhibición dependiente de la concentración. A concentraciones de 5X y 10X, Saccharomyces cerevisiae mantuvo poblaciones celulares (~10^6 células/mL) similares a las del medio control y produjo 23,07 y 35,41 g/L de etanol, respectivamente. Sin embargo, a 10X la acumulación del contenido fenólico provocó un aumento en la fase lag, y a una concentración de 15X provocó una inhibición grave, lo que limitó el consumo de azúcar e impidió la producción de etanol.