Оптимизация автоклавной щелочной делигнификации шелухи плодов какао (Theobroma cacao) с использованием KOH для максимизации содержания редуцирующих сахаров.
Optimization of the autoclave-assisted alkaline delignification of cocoa (Theobroma cacao) pod husks using KOH to maximize reducing sugars.
Bamba, Massé, Yao, Benjamin Kouassi, Adouby, Kopoin, Tyagi, Rajeshwar Dayal, Soro, Doudjo, Kouassi, Esaie Kouadio Appiah, Drogui, Patrick, Ouattara, Leygnima Yaya, Fanou, Guy Didier
Аннотация (перевод)
Шелуха плодов какао представляет собой тип биомассы, который до сих пор мало изучен. Данная работа была выполнена в рамках оптимизации процесса делигнификации этого остатка гидроксидом калия с целью максимизации содержания редуцирующих сахаров. Скрининг потенциально влияющих факторов показал, что соотношение биомассы к растворителю и температура оказали наибольшее влияние на процесс делигнификации. Оптимизация этих факторов с использованием центрального композиционного плана показала, что квадратичная модель была наиболее подходящей для прогнозирования степени делигнификации. Прогнозируемый R² (0.815) хорошо согласовывался со скорректированным R² (0.906). Коэффициент корреляции (R2 = 0.945) между прогнозируемыми и экспериментальными результатами подтвердил адекватность модели. Оптимальными условиями являлись соотношение биомассы к растворителю 9.14% и температура 128 °C, что обеспечило максимальную степень делигнификации 93.9% при выходе твердой фракции 80%. В данном исследовании было установлено, что удаление экстрактивных веществ перед предварительной обработкой значительно улучшило делигнификацию шелухи плодов какао и выход редуцирующих сахаров, который увеличился с 3.15 ± 0.006 mg/mL до 5.33 ± 0.143 mg/mL. Сканирующая электронная микроскопия и рентгеновская дифракция подтвердили физико-химические изменения в биомассе после предварительной обработки.
Оригинальная аннотация
Cocoa pod husks are a type of biomass that is still poorly explored. This work was carried out as part of the optimization of the delignification process for this residue with potassium hydroxide, to maximize the reducing sugars content. Screening for potentially influencing factors showed that the biomass to solvent ratio and the temperature had the greatest effect on the delignification process. Optimization of these factors using a composite central plan revealed that the quadratic model was the most suitable for predicting the rate of delignification. The predicted R² (0.815) was in good agreement with the adjusted R² (0.906). The correlation coefficient (R2 = 0.945) between the predicted and experimental results confirmed the fit of the model. The optimal conditions were a biomass to solvent ratio of 9.14% and a temperature of 128 °C, which resulted in a maximum degree of delignification of 93.9%, with 80% of the solids recovered. This study found that the removal of extractables before the pretreatment considerably improved the delignification of cocoa pod husks and the production of reducing sugars, which increased from 3.15 ± 0.006 mg/mL to 5.33 ± 0.143 mg/mL. Scanning electron microscopy and X-ray diffraction confirmed physicochemical changes in the biomass after pretreatment
Идентификаторы
Canonical: https://research.holos.house/w/f3457061-8291-447e-814c-9183fb558f14
DOI: 10.15376/biores.17.1.826-848