Estudio exploratorio del contenido de etanol en la pulpa de la Thevetia Peruviana  (PERS.) K. Schum en Yucatán, México

Autores/as

  • L. E. Koh Echeverría Universidad Autónoma de Yucatán image/svg+xml
  • K. Amado Méndez Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional image/svg+xml
  • L. F. de J. Díaz Ballote Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional image/svg+xml
  • D. M. Herrera Zamora Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional image/svg+xml

DOI:

https://doi.org/10.19136/jeeos.a10n3.6690

Palabras clave:

Thevetia peruviana, Biocombustible, Bioetanol, Biomasa lignocelulósica, Celulosa

Resumen

Los materiales lignocelulósicos representan una alternativa sostenible para la producción de biocombustibles, siendo el etanol y el biodiésel las opciones con mayor viabilidad tecnológica. Su aprovechamiento resulta atractivo, ya que no compite con cultivos alimentarios y permite el uso de especies vegetales poco exploradas. En este contexto, Thevetia peruviana emerge como una fuente potencial de biomasa para aplicaciones energéticas.Los frutos fueron recolectados y sometidos a un secado natural al sol durante 10 días, seguido de un secado en horno por 8 h. Posteriormente, el pericarpio y la semilla fueron separados, triturados y tamizados de manera independiente, y sometidos a un pretratamiento hidrolítico con H₂SO₄ al 4%. La fermentación se realizó empleando Saccharomyces cerevisiae durante un período de 14 días.Los resultados señalaron que el fruto de T. peruviana presenta un comportamiento térmico característico de materiales lignocelulósicos. El pericarpio molido (PM) exhibió un mayor contenido relativo de hemicelulosa, mientras que la semilla molida (SM) presentó una mayor proporción de celulosa y lignina. El análisis FTIR de las muestras destiladas evidenció diferencias espectrales respecto al etanol puro, probablemente asociadas al carácter diluido del medio. El análisis elemental indicó un contenido de carbono de 71.74% para PM y 50.62% para SM, valores superiores a los reportados para otras materias primas agrícolas. En conjunto, los resultados sugieren que el pericarpio constituye el candidato más favorable para la producción de etanol; no obstante, es necesario optimizar los parámetros del proceso para mejorar el rendimiento en la producción de bioetanol.

Referencias

[1] J. Arismendi, A. Avendaño, J. Parra y D. Rodríguez, “Aprovechamiento de aceites vegetales usados para la obtención de biodiésel de segunda generación: una revisión,” ConBRepro, vol. XI, no. I, pp. 1–10, 2021.https://aprepro.org.br/conbrepro/2021/anais/arquivos/09272021_220941_61526cf9343f5.pdf

[2] M. A. Álvarez Amparán y L. Cedeño-Caero, “Análisis y relevancia de los procesos catalíticos para la remoción de azufre en los combustibles fósiles,” Mundo Nano, vol. XIV, no. 26, pp. 1–21, 2021, doi: 10.22201/ceiich.24485691e.2021.26.69633.

[3] N. Patel y D. Mehta, “El efecto asimétrico de la industrialización, el desarrollo financiero y la globalización en las emisiones de CO₂ en la India,” Int. J. Thermofluids, vol. XX, no. 1, pp. 1–9, 2023, doi: 10.1016/j.ijft.2023.100397.

[4] J. Roca Jusmet, “La política climática y los combustibles fósiles: Una perspectiva desde la oferta,” Rev. Econ. Crítica, vol. XXXIV, pp. 9–25, 2022.

[5] S. S. Hassan, G. A. Williams y A. K. Jaiswal, “Avanzando hacia la segunda generación de biorrefinerías lignocelulósicas en la UE: impulsores, desafíos y oportunidades,” Renew. Sustain. Energy Rev., vol. 101, pp. 590–599, 2019, doi: 10.1016/j.rser.2018.11.041.

[6] H. Gutiérrez Aceves, S. M. Mercado Ibarra, O. Chávez López y J. L. Razo-Arévalo, “Procesos de construcción, emisión de dióxido de carbono y resultados socioeconómicos durante la pandemia del COVID-19 en México,” Telos, vol. XXXIII, no. 2, pp. 485–502, 2021, doi: 10.36390/telos232.17.

[7] S. Guevara, J. Alvarado, M. Arroyo, R. Escutia y J. Rico, “Hidrodesoxigenación catalítica: uso de compuestos derivados de biomasa para la generación de biocombustibles,” Rev. Multidisciplinaria, vol. VII, no. 1, pp. 9536–9548, 2023, doi: 10.37811/cl_rcm. v7i1.5076.

[8] M. Estrada Maya y B. Weber, “Biogás y bioetanol a partir de bagazo de agave sometido a explosión de vapor e hidrólisis enzimática,” Ing. Investig. Tecnol., vol. XXIII, no. 2, pp. 1–10, 2022, doi: 10.22201/fi.25940732e.2022.23.2.009.

[9] J . Ventura Ríos, M. Santiago Ortega, M. Maldonado Peralta, P. Álvarez Vázquez, R. Maldonado Peralta, I. Barrera Martínez y C. Wilson Darcía, “Biomasa de Urochloa humidicola como materia prima para pproducir biocombustible” Ecosist. Recur. Agropec., vol. 44, no. 4, pp. 1–12, 2021, doi: 10.19136/era. a11nIV.4073.

[10] P. Basera, S. Chakraborty y N. Sharma,“Biomasa lignocelulósica: información sobre la hidrólisis enzimática, factores influyentes y viabilidad económica,” Discov. Sustain., vol. 5, Art. no. 311, pp. 1–16, 2024, doi: 10.1007/s43621-024-00543-5.

[11] K. Ulpo, D. Espín y P. Palmay, “Co-pirólisis de la mezcla de biomasa lignocelulósica y residuos plásticos,” Perfiles, vol. 1, no. 29, pp. 69–77, 2023, doi: 10.47187/perf. v1i29.207.

[12] R. C. Rodrigues, B. G. Rodrigues, E. V. Canettieri, E. A. Martinez, F. Palladino, A. Wisniewski Jr. y D. Rodrigues Jr., “Comprehensive approach of methods for microstructural analysis and analytical tools in lignocellulosic biomass assessment: A review,” Bioresour. Technol., vol. 348, Art. no. 126627, 2022, doi: 10.1016/j.biortech.2021.126627.

[13] J. Serrano, W. Mejía, J. Ortiz, A. Sánchez y S. Zalamea, “Determinación del potencial de generación eléctrica a partir de biomasa en el Ecuador,” Rev. Fac. Cienc. Quím., vol. 17, pp. 41–61, 2021.

[14] V. Inyang, O. T. Laseinde y G. Kanakana, “Técnicas y aplicaciones de fuentes de biomasa lignocelulósica como combustibles para el transporte y otros bioproductos,” Int. J. Low-Carbon Technol., vol. 17, pp. 900–909, 2022, doi: 10.1093/ijlct/ctac068.

[15] K. Kucharska, E. Słupek, H. Cieśliński y M. Kaminski, “Advantageous conditions of saccharification of lignocellulosic biomass for biofuels generation via fermentation processes,” Chem. Pap., vol. 74, pp. 1199–1209, 2020, doi: 10.1007/s11696-019-00960-1.

[16] S. Soltanian, M. Aghbashlo, F. Almasi, H. Hosseinzadeh-Bandbafha, A. S. Nizami, Y. S. Ok y M. Tabatabaei, “A critical review of the effects of pretreatment methods on the exergetic aspects of lignocellulosic biofuels,” Energy Convers. Manag., vol. 212, Art. no. 112792, 2020, doi: 10.1016/j.enconman.2020.112792.

[17] K. S. Baig, “Interaction of enzymes with lignocellulosic materials: Causes, mechanism and influencing factors,” Bioresour. Bioprocess., vol. 7, no. 21, pp. 1–19, 2020, doi: 10.1186/s40643-020-00310-0.

[18] S. D. Langford y P. J. Boor, “Oleander toxicity: An examination of human and animal toxic exposures,” Toxicology, vol. 109, no. 1, pp. 1–13, 1996, doi: 10.1016/0300-483X (95)03296-R.

[19] T. Torres, Evaluación de la eficacia de la semilla de Thevetia peruviana sobre la reducción de peso en ratas hembra Wistar obesas, tesis de licenciatura, Instituto de Ciencias de la Salud, Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo, Pachuca, México, 2010. [En línea]. Disponible: http://dgsa.uaeh.edu.mx:8080/jspui/bitstream/231104/4216/1/AT14996.pdf

[20] L. Alvarado Cárdenas, L. Lozada Pérez, C. Islas Hernández, E. Cortez, K. Maya Mandujano y M. Chávez Hernández, “Apocináceas de ayer y hoy. Conocimiento histórico y reevaluación de la diversidad y distribución de Apocynaceae en México,” Bot. Sci., vol. 98, no. 2, pp. 393–416, 2020, doi: 10.17129/botsci.2525.

[21] V. S. Larnaudie, M. D. Ferrari y C. Lareo, “El pasto varilla como biomasa alternativa para la producción de etanol en una biorrefinería: Perspectivas sobre tecnología, economía y sostenibilidad ambiental,” Renew. Sustain. Energy Rev., vol. 158, Art. no. 112115, 2022, doi: 10.1016/j.rser.2022.112115.

[22] V. S. Chauhan, A. Mazumder y S. Chandel, “Thevetia peruviana: Its phytochemistry, traditional and medicinal uses, and pharmacological activities,” Int. J. Drug Deliv. Technol., vol. 13, no. 4, pp. 1657–1663, 2023, doi: 10.25258/IJDDT.13.4.81.

[23] T. F. Adepoju, B. E. Olatunbosun, O. M. Olatunji y M. A. Ibeh, “Brette Pearl Spar Marble (BPSM): A potential recoverable catalyst as a renewable source of biodiesel from Thevetia peruviana seed oil for the benefit of sustainable development in West Africa,” Energy Sustain. Soc., vol. 8, no. 23, pp. 1–17, 2018, doi: 10.1186/s13705-018-0164-1.

[24] L. Domínguez Pérez, D. Castañeda Valbuena, A. Rosales Quintero, J. A. Santiz Gómez, V. Zimmermann, J. J. Virgen Ortiz, S. Galindo Ramírez, R. Fernandez-Lafuente, R. C. Rodríguez y V. Tacias Pascacio, “Evaluation of aqueous enzymatic extraction for obtaining oil from Thevetia peruviana seeds,” Catalysts, vol. 15, no. 7, p. 628, 2025, doi: 10.3390/catal15070628.

[25] R. K. Mishra y K. Mohanty, “Kinetic analysis and pyrolysis behavior of low-value waste lignocellulosic biomass for its bioenergy potential using thermogravimetric analyzer,” Mater. Sci. Energy Technol., vol. 4, pp. 136–147, 2021, doi: 10.1016/j.mset.2021.03.003.

[26] J. M. Camargo Lopez, V. Palermo, M. H. Brijaldo, J. J. Martinez ZZambrano yG. P. Rommanelli, “Catalizadores preparados a partir de biomasa: Aplicación en la obtención de intermediarios de aditivos de biocombustibles,” Cienc. Aplicadas, vol. 4, no. 1, pp. 1–4, 2023. [En línea]. Disponible:https://revistas.unlp.edu.ar/CienciasAplicadas/issue/view/986

[27] A. K. Tiwari, N. Prasad, A. Kapoor, A. K. Arya y D. B. Pal, “Sustainable valorization of Cascabela thevetia fruit peel and seed waste biomass: Characterization and thermo-kinetic analysis,” Biomass Convers. Biorefin., vol. 15, pp. 26435–26447, 2023, doi: 10.1007/s13399-023-05066-z.

[28] R. Lugo, H. Caamal Velázquez y J. Cano Sosa, XX Años de Biotecnología en el Sureste Mexicano y su aporte a la Sociedad. Guadalajara, México: Sociedad Mexicana de Biotecnología y Bioingeniería, Delegación Sur-Sureste, 2022. [En línea]. Disponible: https://ciatej.mx/files/divulgacion/divulgacion_63766a9437564.pdf

[29] A. Maceda, M. Soto Hernández, C. B. Peña Valdivia, C. Trejo y T. Terrazas, “Lignina: composición, síntesis y evolución,” Madera Bosques, vol. 27, no. 2, pp. 1–16, 2022, doi: 10.21829/myb.2021.2722137.

[30] Y. G. Gillij, A. A. Galussi y P. Perisse, “Características morfoanatómicas y químicas del tegumento seminal de Desmodium incanum (Fabaceae, Desmodieae) y su asociación con la dormición,” Lilloa, vol. 60, no. 2, pp. 241–257, 2023, doi: 10.30550/j.lil/1852.

[31] N. Gouda, R. K. Singh, R. K. Patel y A. K. Panda, “Fast pyrolysis of Kaner (Thevetia peruviana) seed to fuel and chemicals,” Int. J. Appl. Anal. Chem., vol. 1, no. 1, pp. 7–20, 2015.

[32] W. Rivera, X. Velasco y C. A. Rincón, “Evaluación por TGA y FTIR de los cambios de composición producidos por la tostión en granos de café,” Rev. Colomb. Fís., vol. 45, no. 3, pp. 205–208, 2013.

[33] R. Raudhatussyarifah, W. B. Sediawan, M. M. Azis y I. Hartati, “Microcrystalline cellulose production by acid hydrolysis of hydrotropic rice straw pulp,” IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci., vol. 963, no. 1, Art. no. 012055, 2022, doi: 10.1088/1755-1315/963/1/012055.

[34] I. Iliyin, H. Purwaningsih y T. T. Irawadi, “Isolation and characterization of cellulose from banana stems using microwave heating,” J. Kimia Valensi, vol. 6, no. 2, pp. 169–176, 2020, doi: 10.15408/jkv. v6i2.15962.

[35] J. K. Ogunjobi, A. I. Adewale y S. A. Adeyemi, “Cellulose nanocrystals from Siam weed: Synthesis and physicochemical characterization,” Heliyon, vol. 9, Art. no. e13104, 2023, doi: 10.1016/j.heliyon. 2023.e13104.

[36] D. Q. Viet y V. D. Son, “Study on characteristics of acacia wood by FTIR and thermogravimetric analysis,” Vietnam J. Chem., vol. 55, no. 2, pp. 259–264, 2017, doi: 10.15625/2525-2321.2017-00456.

[37] F. Carrillo, X. Colom, J. J. Suñol y J. Saurina, “Structural FTIR analysis and thermal characterisation of lyocell and viscose-type fibres,” Eur. Polym. J., vol. 40, no. 9, pp. 2229–2234, 2004, doi: 10.1016/j.eurpolymj.2004.05.003.

[38] S. Ge, X. Chen, D. Li, Z. Liu, H. Ouyang, W. Peng y Z. Zhang, “Hemicellulose structural changes during steam pretreatment and biodegradation of Lentinus edodes,” Arab. J. Chem., vol. 11, no. 6, pp. 771–781, 2018, doi: 10.1016/j.arabjc.2017.12.022.

[39] S. U. Ilyas, R. Pendyala y N. Marneni, “Stability and agglomeration of alumina nanoparticles in ethanol-water mixtures,” Procedia Eng., vol. 148, pp. 290–297, 2016, doi: 10.1016/j.proeng.2016.06.616.

[40] T. Flores-Reyes y L. Ponce, Solución láser para un problema espinoso: la ablación láser como método para remover las espinas del fruto de tuna. España: EAE LAP Lambert Academic Publishing GmbH & Co., 2011.

[41] K. Quintero, L. López y L. De Lima, “Espectroscopía infrarroja con transformada de Fourier- reflectancia total atenuada (FTIR/ATR) aplicada a la caracterización de crudos y su relación con la gravedad API,” Rev. Fac. Ing. Univ. Cent. Venez., vol. 29, no. 2, pp. 93–102, 2014.

[42] S. Abdul, M. Abu, F. Adam y P. Jamal, “Structures and hydrogen bonding recognition of mefenamic acid form I crystals in mefenamic acid/ethanol solution,” Int. J. Chem. Eng. Appl., vol. 4, no. 3, pp. 124–128, 2013, doi: 10.7763/IJCEA. 2013.V4.277.

[43] R. Marlina, R. Y. Arundina, E. A. Togatorop, S. A. Saifulloh, Ismadi, D. Purnomo, I. Budiman, Y. Darma y Subyakto, Proceedings of the 1st International Conference of Lignocellulose. Singapore: Springer Nature, Green Energy and Technology, 2025.

[44] P. Mondragón Cortez, Principios y aplicaciones de la espectroscopía de infrarrojo en el análisis de alimentos y bebidas. Jalisco, México: Centro de Investigación y Asistencia en Tecnología y Diseño del Estado de Jalisco (CIATEJ), 2020.

[45] P. Lu y Y. Hsieh, “Preparation and properties of cellulose nanocrystals: rods, spheres, and network,” Carbohydr. Polym., vol. 82, no. 2, pp. 329–336, 2010, doi: 10.1016/j.carbpol.2010.04.073.

[46] K. Bauddh, B. Singh y J. Korstad, Phytoremediation Potential of Bioenergy Plants. Singapore: Springer Nature Singapore, 2017.

[47] J. Wu, Y. Dong, H. Zhang, J. Liu, S. Renneckar y J. Saddler, “Reduced cellulose accessibility slows down enzyme-mediated hydrolysis of cellulose,” Bioresour. Technol., vol. 371, Art. no. 128647, 2023, doi: 10.1016/j.biortech.2023.128647.

[48] B. L. Browning, “Crystallinity and accessibility,” en Methods of Wood Chemistry, New York, NY, USA, 1967, pp. 499–518.

[49] C. Siol, D. Thrän y S. Majer, “Aprovechamiento de biomasas residuales de la agricultura y la silvicultura: Diferentes enfoques para establecer límites sistémicos en evaluaciones ambientales y económicas del ciclo de vida,” Palmas, vol. 44, no. 1, pp. 65–82, 2023.

[50] I. A. Ángeles Zamora, J. G. Pérez Flores, L. García Curiel, L. A. Portillo Torres, E. Contreras López y E. Pérez Escalante, “Uso de la cal para la extracción de arabinoxilanos a partir de la biomasa lignocelulósica: hacia una biorrefinería sostenible y economía circular,” Horizonte Acad., vol. 5, no. 1, pp. 1–31, 2025, doi: 10.70208/3007. 8245.v5.n1.63.

[51] M. E. Ronquillo Ponce, Obtención de bioetanol mediante hidrólisis enzimática a partir de biomasa residual agrícola procedente de maíz blanco, trigo y cebada con fines de biorrefinería, tesis de maestría, Escuela Superior Politécnica de Chimborazo, Riobamba, Ecuador, 2021. [En línea]. Disponible: https://dspace.espoch.edu.ec

[52] A. Alvarez Castillo, R. Salgado Delgado, E. García Hernández, M. M. Domínguez Domínguez, J. M. Granados Baeza, A. Aguirre Cruz, R. Carmona García, A. Morales Cepeda, P. J. Herrera Franco, A. Licea Claverie y A. M. Mendoza-Martínez, “Aprovechamiento integral de los materiales lignocelulósicos,” Rev. Iberoam. Polím., vol. 13, no. 4, pp. 140–150, 2012.

[53] J. E. Herbet Pucheta, J. D. Lozada Ramírez, A. E. Ortega-Regules, L. R. Hernández y C. Anaya de Parrodi, “Metabolómica por resonancia magnética nuclear con eco de gradiente de campo pulsado doble y espectroscopia de supresión de disolventes automatizada para matrices de datos multivariantes aplicadas al análisis discriminante de vinos y zumos,” Molecules, vol. 26, no. 14, pp. 1–23, 2021, doi: 10.3390/molecules26144146.

[54] K. S. Tanamachi, N. C. Alvarado Ahedo, J. R. Gárate Ruiz, M. P. Restrepo Elorza, G. M. González Guerra, F. I. Gómez Castro y S. Hernández Castro, “Revaloración de residuos de fruta y verdura para la producción de biocombustibles,” Jóvenes en la Ciencia, vol. 26, pp. 1–14, 2022.

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Publicado

2026-12-15

Número

Sección

ARTÍCULO CIENTÍFICO

Cómo citar

Koh Echeverría, L. E., Amado Méndez, K., Díaz Ballote, L. F. de J., & Herrera Zamora, D. M. (2026). Estudio exploratorio del contenido de etanol en la pulpa de la Thevetia Peruviana  (PERS.) K. Schum en Yucatán, México. Journal of Energy, Engineering Optimization and Sustainability, 10(3), 61-79. https://doi.org/10.19136/jeeos.a10n3.6690