Post on 02-Feb-2016
CARACTERIZACIÓN PARCIAL Y BIOTRANSFORMACIÓN DE LIGNINAS
PROVENIENTES DE INDUSTRIAS PAPELERAS ESPAÑOLAS
Proyecto:
Adhesivos Naturales derivados de Lignina para la Industria de Aglomerados de Madera. Ref. PI 1997/038
Subvención:
Consejería de Educación del Gobierno Autónomo de Canarias.
Departamento de Microbiología y Biología Celular.
Universidad de La Laguna.
Miembros del equipo investigador:
D. Littman Gonzales Ríos.(Beca MUTI).
D. Juan Ramón Hernández Fernaud. (Beca Gobierno Autónomo Canario).
Dr. F. Perestelo Rodríguez.
Dra. Ana Carnicero Perales.
Becarios
Prof Titulares
Investigador del CSIC: Gabriel de la Fuente Martín
Investigador Principal: Dr. Miguel Angel Falcón Sanabria
CELESA (Celulosa de Levante, S.A.)
ENCE(Empresa Nacional Celulosa Española)
SAICA (S. A. Industrias Celulosa Aragonesa)
Empresas suministradoras de efluentes
Sobrenadante acidificado
Añadir HCl 1N (pH=2-3)
Centrifugar a 23.700 g 20 min
Excluir el sobrenadante
Triturar la lignina y secado a vacío a
temperatura ambiente hasta peso constante.
Lavar el pellet con agua ácida (pH 2)
CELESA 1.4%
SAICA 4%
ENCE 17%
Rendimiento
150 gr de residuo sólido ENCE en 1litro de H2O
1 litro de lejía negra CELESA, SAICA
Metodología para la purificación de la lignina a partir de lejías negras
Centrifugar a 23.700 g
20 min
Excluir el pellet
0
0,1
0,2
0,3
0 0,5 1
LSA
A
Kav
Absorbancia
a b e c
Caracterización de la lignina CELESA
log Pm
Kav0 0.5 1
4.8
4.1
2.1
B
Espectro UV-Visible
Características químicas de la lignina CELESA
Contenido en lignina de Klason
75%
Contenido en azúcares reductores
1%
% elementos químicos
C H O N S
60 5.9 33 0.27 0
Valoraciónespectrofotométrica
HongosLSA LAP
Pérdida encontenido deKlason de la
ligninaF. proliferatum 0% 0% -17%
P. radiata 49% 49% -7%
Valoración espectrofotométrica y gravimétrica de la degradación de la lignina de CELESA por
dos hongos ligninolíticos.
Fusarium proliferatum cultivado con la lignina CELESA
0
0,1
0,2
0,3
0 0,5 1
ControlProblema
A
Absorbancia
Kav
a d b e c
Degradación por espectrofotometría 0%66 Kda +12.7%
13-66 Kda +17.7%0.125-13 Kda -11.7%
Alteración del perfil cromatográficoG-100
0.125 -1.7%
log Pm
Kav0 0.5 1
4.8
4.1
2.1
B
Phlebia radiata cultivada con la lignina CELESA
0
0,025
0,05
0 0,5 1
ControlProblema
a d b e c
A
Absorbancia
Kav
Degradación por espectrofotometría 49%66 Kda +1.14%
13-66 Kda +24.1%0.125-13 Kda -65.5%
Alteración del perfil cromatográficoG-100
0.125 -9.2%
log Pm
Kav0 0.5 1
4.8
4.1
2.1
B
Degradación de las ligninas provenientes de los efluentes de las Industrias papeleras
SAICA y ENCE.
Ligninas% Pérdida
LSA% Pérdida
LAP
Pérdida encontenido de
lignina de KlasonSAICA 15 14 2%Fusarium
proliferatum ENCE 0 0 28%
SAICA 50 50 37%Phlebia radiata
ENCE 22 27 49%
0
0,1
0,2
0,3
0 0,5 1
A
a d b e c
Absorbancia
Kav
Alteraciones en el perfil de elución en la lignina de ENCE incubada con Fusarium
proliferatum y Phlebia radiata
ControlPhlebia radiataFusarium proliferatum
log Pm
Kav0 0.5 1
4.8
4.1
2.1
B
Actividades enzimáticas de Fusarium proliferatum cultivado con la lignina de
CELESA
0
0,1
0,2
0,3
0,4
3 5 7 10 12 14 17 19 25 27 28 300
0,005
0,01
0,015
LacasaCit CAAO
Actividad específica.
Días
Actividades enzimáticas de Phlebia radiata cultivada con la lignina de CELESA
0
20
40
60
3 5 7 10 12 14 17 19 25 27 28 300
0,3
0,6
0,9
LacasaCit CMnP
Días
Actividad específica
0
0,3
0,6
0,9
3 5 7 10 12 14 17 19 25 27 28 300
0,01
0,02
0,03
Cit CMnPLiP
Días
Actividad específica
Actividadespecífica PurificaciónEtapas de
purificaciónVolumen
medio(ml)
Lacasa(nmol/ml
min)
AAO(nmol/ml
min)
Proteinasmg/ml
Lacasa AAO Lacasa AAO
Cultivo 990 17 2.32 4010-3 425 58 1 1
Ultrafiltración 11 1519 295.2 60010-3 2533 492 6 8.5
G-200 75 216.7 48.96 6010-3 3612 816 8.5 14
Ultrafiltración 15 843 157.95 15010-3 5620 1053 13 18
Purificación parcial de Lacasa y de la Aril alcohol oxidasa detectadas en los
sobrenadantes de Fusarium proliferatum
Espectro de RMN de la lignina de CELESA tratada con extracto crudo enzimático,
conteniendo Lacasa y Aril Alcohol Oxidasa.
Porcentajes de mineralización producidos por Fusarium proliferatum
0
5
10
15
20
25
30
35
14C-MWL de paja de trigo14C-cadena lateral)-DHP
O14 CH3 -lignina organosoluble14C-anillo-DHP 14C-MWL de pino canario14C-lignina -lignocelulosa de haya14C-lignina-lignocelulosa de pino canario
% 14
CO
2
Incrementos en la funcionalidad de las moléculas tratadas
Mayor homogeneidad en la de distribución de sus pesos moleculares.
Aumento del peso molecular de los sustratos tratados con el hongo
ligninolítico o sus enzimas.