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Benito Román, Oscar
59
500
0000-0002-4418-0045
Sanz Díez, Mª Teresa
530
500
0000-0003-1799-3099
Eugenio Pires, María
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600
Universidad de Burgos. Departamento de Biotecnología y Ciencia de los Alimentos
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500
2026-06-24T10:59:36Z
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2026
2026-02-19
https://hdl.handle.net/10259/11875
En este trabajo se estudió la valorización del rastrojo de maíz como biomasa lignocelulósica
mediante tratamientos de hidrólisis con agua subcrítica, con el objetivo de solubilizar
selectivamente la fracción de hemicelulosa y obtener productos de valor añadido en forma
oligomérica, así como generar un extracto sólido enriquecido en celulosa. Las pruebas se
llevaron a cabo en un reactor discontinuo que funcionaba a una presión constante de 50 bar
y a temperaturas de 160, 175 y 190 °C durante 60 min. La relación sólido-líquido se mantuvo
en un 5 % (p/p).
La fracción líquida se caracterizó en términos de carbohidratos solubilizados, sólidos
disueltos, productos de degradación y distribución del peso molecular. Los resultados
mostraron una clara dependencia de la severidad del tratamiento, identificando las
condiciones óptimas de funcionamiento: 160 °C durante 60 min, 175 °C durante 50 min y 190
°C durante 20 min, alcanzando concentraciones máximas de hemicelulosa solubilizada de
4,8; 8,7 y 9,0 mg/mL, respectivamente. El análisis de la distribución del peso molecular mostró
que, especialmente a 175 °C durante 5 minutos, la fracción líquida se enriqueció en
oligómeros con pesos moleculares predominantemente en el rango de 1-5 kDa, considerados
de interés para aplicaciones de mayor valor añadido. En condiciones más severas, se observó
un aumento de las fracciones de bajo peso molecular (<1 kDa) y de los productos de
degradación, principalmente furfural, asociados a la degradación de los oligómeros.
Asimismo, se detectó la formación de ácido acético, atribuida a la desacetilación de la
hemicelulosa, junto con una marcada disminución del pH durante los primeros minutos del
tratamiento, lo que pone de relieve el papel de la autohidrólisis en el proceso. El análisis del
sólido residual reveló una disminución progresiva del contenido de hemicelulosa al aumentar
la temperatura, acompañada de un enriquecimiento relativo en celulosa, en consonancia con
la solubilización selectiva observada en la fase líquida.
En general, los resultados ponen de manifiesto el potencial del agua subcrítica como
estrategia sostenible y eficaz para el fraccionamiento selectivo de los residuos de maíz y la
producción de productos de valor añadido a partir de biomasa lignocelulósica
This study investigated the valorization of corn stover as lignocellulosic biomass through
subcritical water hydrolysis treatments, with the aim of selectively solubilizing the hemicellulose
fraction and obtaining value-added products in oligomeric form, as well as generating a solid
extract enriched in cellulose. The tests were carried out in a batch reactor operating at a
constant pressure of 50 bar and at temperatures of 160, 175, and 190 °C for 60 min. The solidliquid
ratio was maintained at 5% (w/w).
The liquid fraction was characterized in terms of solubilized carbohydrates, dissolved solids,
degradation products, and molecular weight distribution. The results showed a clear
dependence on the severity of the treatment, identifying optimal operating conditions: 160 °C
for 60 min, 175 °C for 50 min, and 190 °C for 20 min, reaching maximum concentrations of
solubilized hemicellulose of 4,8; 8,7 and 9,0 mg/mL, respectively. The molecular weight
distribution analysis showed that, especially at 175 °C for 5 min, the liquid fraction was enriched
in oligomers with molecular weights predominantly in the range of 1-5 kDa, considered interest
for higher value-added applications. Under more severe conditions, an increase in low
molecular weight fractions (<1 kDa) and degradation products, mainly furfural, associated with
the degradation of oligomers was observed.
Likewise, the formation of acetic acid was detected, attributed to the deacetylation of
hemicellulose, together with a marked decrease in pH during the first minutes of treatment,
which highlights the role of autohydrolysis in the process. Analysis of the residual solid
revealed a progressive decrease in hemicellulose content with increasing temperature,
accompanied by a relative enrichment in cellulose, consistent with the selective solubilization
observed in the liquid phase
El Trabajo Fin de Grado titulado “Recuperación de la fracción hemicelulósica del rastrojo de maíz mediante tratamiento con agua subcrítica: efecto de las condiciones de operación” presentado por Dª. María Eugenio Pires y codirigido por D. Óscar Benito Román y Dª. María Teresa Sanz Díez ha sido desarrollado en el seno del Grupo de Investigación Biotecnología Industrial y Medioambiental, reconocido por la Universidad de Burgos (GIR-UBU BIOIND) y por la Junta de Castilla y León como Unidad de Investigación Consolidada UIC-128, en el marco del siguiente proyecto de investigación: PID2022-136385OB-I00 - Nuevas estrategias para la producción de ácido láctico de segunda generación empleando tecnologías emergentes basadas en fluidos pasteurizados, financiado por la Agencia Estatal de Investigación
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Biomasa vegetal
Plant biomass
Maíz
Corn
Recuperación de la fracción hemicelulósica del rastrojo de maíz mediante tratamiento con agua subcrítica: efecto de las condiciones de operación
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