Un grupo de científicos del Departamento de Ingeniería Química y Bioquímica de la Universidad Técnica de Dinamarca ha investigado los efectos interactivos del pH, la temperatura y el tiempo de reacción del pretratamiento sobre el rendimiento de monosacáridos (glucosa y xilosa) de la paja de trigo sometida a un pretratamiento moderado. En la producción de etanol biocombustible a partir de biomasa lignocelulósica, como la paja de trigo, el material pasa por tres procesos:
(1) pretratamiento para eliminar el apretado envoltorio de lignina de la biomasa, liberando/exponiendo las moléculas de carbohidratos;
(2) tratamiento enzimático (también denominado «sacarificación enzimática») para disgregar las moléculas de carbohidratos en monosacáridos componentes (principalmente glucosa y xilosa); y
(3) fermentación de los monosacáridos componentes para obtener etanol.
El pretratamiento se considera el proceso crucial de estos tres, porque determina cuántos carbohidratos están disponibles para los procesos de sacarificación enzimática y fermentación. Los métodos de pretratamiento incluyen la adición de agentes ácidos, alcalinos y oxidantes, combinados con calor. El pH, la temperatura y el tiempo de reacción suelen determinar el rendimiento de un pretratamiento concreto en términos de producción de monosacáridos. Los investigadores daneses han realizado diseños experimentales estadísticos con el fin de investigar la interacción del pH, la temperatura y el tiempo durante el pretratamiento de la paja de trigo y han observado que, a temperaturas inferiores a 140 grados centígrados y con un tiempo de reacción de unos 10 minutos, el pH del pretratamiento alcalino era mejor para preparar la liberación enzimática de la xilosa y la glucosa que el pH del pretratamiento ácido.
e ha observado que el pretratamiento ácido solubiliza la fracción hemicelulósica de la biomasa y libera los monosacáridos con 5 átomos de carbono (xilosa) en la fracción líquida; de este modo se reducen los carbohidratos disponibles para obtener etanol de la biomasa sólida pretratada.
El estudio completo se ha publicado en la revista de acceso libre Biotechnology for Biofuels.