Aislamiento y caracterización de biomasa lignocelulósica de residuos sólidos de la producción de mezcal

Abstract

El mezcal es una bebida espirituosa distintiva, derivada del agave, cuya producción abarca una serie de etapas cruciales: cosecha, cocción, molienda, fermentación, destilación y envasado. Durante la fase de cosecha, se genera una cantidad significativa de residuos sólidos, conocidos como "pencas" (hojas de agave), que tradicionalmente se desechan en los campos de cultivo. Posteriormente, en la etapa de destilación, se produce un segundo tipo de residuo, el "bagazo", que constituye la materia fibrosa restante del agave después de la extracción de los jugos fermentados. La gestión adecuada de estos residuos es fundamental para disminuir los problemas de contaminación del aire, suelo y agua de las regiones mezcaleras. En consecuencia, la presente investigación tuvo como objetivo principal dilucidar la composición química de los residuos derivados de la penca y el bagazo del agave. Adicionalmente, se buscó optimizar la extracción de celulosa y hemicelulosa del bagazo, así como la celulosa de las pencas, mediante la aplicación de un tratamiento alcalino potenciado por ultrasonido. El material resultante fue sometido a caracterización mediante espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), lo que corroboró la presencia de grupos funcionales característicos de la celulosa y hemicelulosa. La difracción de rayos X reveló una estructura cristalina en las muestras postratamiento, con un potencial zeta negativo que sugiere una considerable repulsión electrostática intermolecular. El análisis morfológico por microscopía electrónica de barrido (SEM) evidenció una topografía irregular y una superficie rugosa. Asimismo, los análisis termogravimétricos indicaron que las celulosas extraídas poseen una estabilidad térmica superior a la hemicelulosa obtenida del bagazo. En conjunto, estos hallazgos demuestran la factibilidad de revalorizar los residuos sólidos de la producción de mezcal, transformándolos en celulosa y hemicelulosa de bajo costo con propiedades prometedoras, lo que subraya el potencial de valorización de estos subproductos agroindustriales.