Use of corn cob through xylan extraction and its potential use as a substrate for the quantification of xylanase enzymatic activity

• Uzárraga-Salazar, Rafael ^[1] ; Reyes-Ramírez, Yamilet Nallely ^[1] ; García-Herrera, Tania ^[1] ; Flores-Andrade, Enrique ^[1] ; Castillo-Morales, Marisol ^[1]
  1. [1] Universidad Veracruzana

     Universidad Veracruzana

     México

     
• Localización: Renewable Energy, Biomass & Sustainability, ISSN-e 2683-2658, Vol. 3, Nº. 1, 2021, págs. 86-94
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Aprovechamiento del olote de maíz mediante la extracción de xilanos y su potencial uso como sustrato para la cuantificación de la actividad enzimática xilanasa
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    En México, se estima que la cantidad de residuos que se producen por la siembra de los diez principales cultivos es de 45 millones de toneladas de materia seca, aproximadamente, de los cuales poco más de 25 millones de toneladas son de olote de maíz. El olote de maíz contiene grandes cantidades de hemicelulosa, principalmente compuestas por xilanos, los cuales pueden tener diversos usos industriales. Por ello, en el presente estudio se utilizó el olote de maíz, fresco y seco con dos tamaños de partícula: 0.105 mm y 0.42 mm, para realizar una extracción alcalina exhaustiva de xilanos y donde se obtuvieron ocho fracciones de extractos de hemicelulosas. Cada una de las fracciones se sometieron a una hidrólisis enzimática durante ocho horas con una xilanasa comercial (Livanol Devisco 1500) y como control interno se utilizó xilano de beechwood (Sigma Aldrich, X4252), del cual solo se liberaron 6.9 ±2.25 g/L de azúcares reductores. Se encontró que las fracciones provenientes del tratamiento con vapor y la fracción de la extracción alcalina precipitada con alcohol, ambas para el olote de maíz fresco, se liberó una cantidad de azúcares reductores muy semejante al xilano comercial con 7.10 ±2.02 y 7.24 ±0.37 g/L, respectivamente. Finalmente, se logró determinar que, si bien las 8 fracciones obtenidas en el presente estudio pueden ser utilizadas como sustratos para determinar la actividad enzimática xilanasa, la mejor fue la fracción de la extracción alcalina ya que se cuantificaron 0.236 ±0.03 UI/mL, mientras que para el sustrato comercial (xilano de beechwood) se obtuvo una actividad de 0.287 ±0.01 UI/mL.

  • English

    In Mexico, it is estimated that the amount of residues produced by the planting of the ten main crops is approximately 45 million tons of dry matter, of which just over 25 million tons are corn cob. The corn cob contains large amounts of hemicellulose, mainly composed of xylan, which can have various industrial uses. For this reason, in the present study, fresh and dry corn cob was used with two particle sizes: 0.105 mm and 0.42 mm, to carry out an exhaustive alkaline extraction of xylan and where eight fractions of hemicelluloses extracts were obtained. Each of the fractions were subjected to enzymatic hydrolysis for eight hours with a commercial xylanase (Livanol Devisco 1500) and as internal control, beechwood xylan (Sigma Aldrich, X4252) was used, of which only 6.9 ± 2.25 g/L were released. reducing sugars. It was found that the fractions from the steam treatment and the fraction from the alkaline extraction precipitated with alcohol, both for fresh corn cob, were released a quantity of reducing sugars very similar to commercial xylan with 7.10 ± 2.02 and 7.24 ± 0.37 g/L, respectively. Finally, it was possible to determine that although the 8 fractions obtained in the present study can be used as substrates to determine the xylanase enzymatic activity, the best was the fraction of the alkaline extraction since 0.236 ± 0.03 IU/mL were quantified, while for the commercial substrate (beechwood xylan) an activity of 0.287 ± 0.01 IU/mL was obtained.