Journal de la technologie microbienne et biochimique

Abstrait

Réponse comparative et caractérisation structurale de la bagasse de canne à sucre, de la paille et des mélanges bagasse-paille 1:1 soumis à un prétraitement hydrothermal et à une conversion enzymatique

Rondinele de Oliveira Moutta, Maria Cristina Silva, Roberta Cristina Novaes Reis Corrales, Maria Alice Santos Cerullo, Viridiana Santana Ferreira-Leitao et Elba Pinto da Silva Bon

Le remplacement de la canne à sucre récoltée manuellement, après brûlage des cultures, par une récolte mécanique de la canne verte permet de disposer de paille et de bagasse pour un traitement ultérieur par des voies chimiques ou biochimiques, ce qui augmente l'efficacité énergétique du secteur. Dans cette étude, la bagasse de canne à sucre, la paille et un mélange bagasse-paille 1:1 ont été soumis, dans des conditions comparatives, à un prétraitement hydrothermal à 195°C pendant 10 minutes et à une conversion enzymatique. Nous avons évalué les réponses individuelles des trois différents matériaux concernant l'effet du prétraitement sur l'extraction de l'hémicellulose et de la lignine, la formation de furfural et d'hydroxyméthylfurfural et la digestibilité enzymatique de la cellulose. Les propriétés morphologiques, chimiques et physiques des matières premières et prétraitées ont été analysées par microscopie électronique à balayage (MEB), spectroscopie infrarouge (FTIR) et diffraction des rayons X (DRX). Français Nous avons observé une extraction d'hémicellulose plus élevée de la paille (93,3 %) par rapport à la bagasse (83,7 %), et l'extrait d'hémicellulose obtenu à partir de la paille contenait une concentration plus élevée d'inhibiteurs. Des valeurs intermédiaires pour l'extraction d'hémicellulose (88,5 %) et la formation d'inhibiteurs ont été observées pour le mélange bagasse-paille 1:1. Le rendement d'hydrolyse enzymatique de la cellulose était plus élevé pour la paille (90,5 %) par rapport à la bagasse (68,2 %), tandis qu'un rendement intermédiaire de 73,3 % a été observé pour le mélange. D'après les images SEM, le prétraitement a modifié la biomasse native au niveau de la structure de la paroi cellulaire et, par conséquent, la disposition des composants macromoléculaires de la paroi cellulaire était étroitement liée au degré élevé d'élimination de l'hémicellulose. Les données FTIR ont indiqué des changements chimiques principalement dans les groupes OH, OCH3 et C=O ; ces changements étaient plus visibles dans la paille prétraitée. Les données ajustées pour l'indice de cristallinité suggéraient que les matériaux prétraités avaient une cristallinité diminuée. Tous les résultats ont montré que la paille avait une récalcitrance plus faible.