Green extraction processes for the valorization of Paulownia residual biomass

Abstract

The Paulownia genus includes fast-growing tree species with great adaptability. In recent years, different plantations have been developed in Spain for the exploitation of Paulownia wood. However, there are residual fractions, such as bark, leaves and flowers (lignocellulosic materials that represent approximately 50% by weight of biomass) that are not used and that are the object of study of this work. The use of different extraction technologies (microwave assistance, water under pressurized conditions and carbon dioxide under supercritical conditions) and their combinations are proposed to obtain soluble fractions enriched in bioactive compounds. The composition of the solubilized and residual fractions is evaluated in terms of phenol and mono- and oligosaccharide content and the antioxidant properties of the free extracts are evaluated as radical scavenging capacity. To achieve a comprehensive use of these fractions, a possible application of the obtained solubles are proposed by the preparation of gelling complexes whose rheological properties are characterized.

O xénero Paulownia coñécese por incluír especies arbóreas de rápido crecemento e gran adaptabilidade. Nestes últimos anos desenvolvéronse en España diferentes plantacións para a explotación da súa madeira. Sen embargo, existen fraccións residuais como corteza, follas e flores (materiais lignocelulósicos que representan aproximadamente o 50% en peso da biomasa) que non se aproveitan e que constitúen o obxecto de estudo deste traballo. Proponse o empleo de diferentes tecnoloxías de extracción (microondas, auga en condicións presurizadas e dióxido de carbono en condicións supercríticas) e combinacións das mesmas para a obtención de fraccións solubles enriquecidas en compostos bioactivos. Realizarase a avaliación da composición das fracciones solubilizadas e das residuais en canto ó contido fenólico e de mono e oligosacáridos, e avaliaranse as propiedades antioxidantes dos extractos como capacidade de captación de radicais libres. Para conseguir un aproveitamento integral destas fraccións estudarase a posible aplicación dos solubles obtidos mediante a preparación de complexos xelificantes cuxas propiedades reolóxicas serán caracterizadas.

El género Paulownia se conoce por incluir especies arbóreas de rápido crecimiento y gran adaptabilidad. En estos últimos años se han desarrollado en España diferentes plantaciones para la explotación de su madera. Sin embargo, existen fracciones residuales como corteza, hojas y flores (materiales lignocelulósicos que representan aproximadamente el 50% en peso de la biomasa) que no se aprovechan y que constituyen el objeto de estudio de este trabajo. Se propone el empleo de diferentes tecnologías de extracción (microondas, agua en condiciones presurizadas y dióxido de carbono en condiciones supercríticas) y combinaciones de las mismas para la obtención de fracciones solubles enriquecidas en compuestos bioactivos. Se realizará la evaluación de la composición de las fracciones solubilizadas y de las residuales en cuanto al contenido fenólico y de mono y oligosacáridos y se evaluarán las propiedades antioxidantes de los extractos, evaluadas como capacidad de captación de radicales libres. Para conseguir un aprovechamiento integral de estas fracciones se estudiará la posible aplicación de los solubles obtenidos mediante la preparación de complejos gelificantes cuyas propiedades reológicas se caracterizarán.