Tesis (Maestro en Ciencia y Tecnología Agroalimentaria) -- Departamento de Ingeniería Agroindustrial, 2022. Maestría

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En la industria del cacao se genera una gran cantidad de biomasa residual proveniente principalmente la cáscara de mazorca de cacao (CMC). Debido a la composición química de la CMC, esta se ha utilizado como fertilizante, biocombustible, entre otros. En la CMC, la lignina es el segundo componente mayoritario. La estructura polimérica aromática de la lignina la convierte en unmaterial precursor para la obtención de compuestos de valor agregado. La compleja estructura de la lignina condiciona su aplicación final, esta varía dependiendo la fuente vegetal y el método de extracción. El objetivo de este trabajo fue cuantificar el material lignocelulósico de la CMC de las variedades carmelo, forastero y trinitario; y realizar estudios de caracterización estructural por espectroscopia de infrarrojo (FT-IR) de la lignina aislada de la CMC de las variedades antes mencionadas por tres métodos distintos de extracción. La variedad con mayor cantidad de extraíbles fue trinitario, 24.7±0.78; la variedad con mayor contenido de lignina fue forastero, 26.3 ± 0.56; la variedad con mayor cantidad de celulosa fue forastero, 28.7±0.05; la cantidad de hemicelulosa en las tres variedades fue igual y la variedad con mayor cantidad de cenizas fue forastero, 6.7±0.08. En cuanto a la caracterización mediante FT-IR, todas las ligninas muestran una banda ancha en 3400-3260 cm-1 atribuida a los grupos hidroxilos tipo fenólico y estructuras alifáticas. Las bandas centradas en 2900 y 2800 cm-1, se asocian al estiramiento del CH de los grupos metoxilos aromáticos y de los grupos metil y metileno de las cadenas laterales, en la región del carbonilo/carboxilo, se encuentran bandas débiles en 1680 cm-1, originadas por los sistemas conjugados. En las regiones de 2300, 2000, 1400, 1200, 1000 y 800 cm-1, se encuentran señales características de los anillos de siringilo (S) y guayacol (G), confirmando estructuras lignínicas características de maderas duras

In the cocoa industry, a large amount of residual biomass is generated, mainly from the cocoa pod husk (CPH). Due to the chemical composition of CPH, it has been used as fertilizer, biofuel, among others. In CPH, lignin is the second major component. The aromatic polymeric structure of lignin makes it a precursor material for obtaining value-added compounds. The complex structure of lignin determines its final application, which varies depending on the plant source and the extraction method. The objective of this work was to quantify the lignocellulosic material of the CPH of the carmelo, forastero and trinitario varieties; and to carry out structural characterization studies by infrared spectroscopy (FTIR) of the lignin isolated from the CPH of the aforementioned varieties by three different extraction methods. The variety with the highest amount of extractables was trinitario, 24.7±0.78; the variety with the highest lignin content was forastero, 26.3 ± 0.56; the variety with the highest amount of cellulose was forastero, 28.7±0.05; the amount of hemicellulose in the three varieties was equal and the variety with the highest amount of ash was forastero, 6.7±0.08. Regarding FT-IR characterization, all lignins show a broad band at 3400-3260 cm-1 attributed to phenolic-type hydroxyl groups and aliphatic structures. The bands centered at 2900 and 2800 cm-1, are associated with CH stretching of the aromatic methoxyl groups and the methyl and methylene groups of the side chains, in the carbonyl/carboxyl region, weak bands are found at 1680 cm-1, originating from conjugated systems. In the 2300, 2000, 1400, 1200, 1000 and 800 cm-1 regions, signals characteristic of syringyl (S) and guaiacol (G) rings are found, confirming ligninic structures characteristic of hardwoods.