University of Pardubice Faculty of Chemical Technology

University

Employees
|
Students
Česky

Publication detail

A Network of Processes for Biorefining Burdock Seeds and Roots

Authors: di Bitonto Luigi | Scelsi Enrico | Errico Massimiliano | Reynel-Avila Hilda Elizabeth | Mendoza-Castillo Didilia Ileana | Bonilla-Petriciolet Adrian | Corazza Marcos Lucio | Shigueyuki Kanda Luis Ricardo | Hájek Martin | Stateva Roumiana P | Pastore Carlo

Year: 2024

Type of publication: článek v odborném periodiku

Name of source: Molecules

Publisher name: MDPI

Place: BASEL

Page from-to: 937

Titles:

Language	Name	Abstract	Keywords
cze	Proces biorafinace semen a kořenů lopuchu	1 328 / 5 000 V této práci byl navržen nový udržitelný přístup pro integrální zhodnocení semen a kořenů Arctium lappa (lopuchu). Nejprve byla provedena předběžná izolace bioaktivních sloučenin, včetně nenasycených mastných kyselin. Poté byly jednoduché cukry (tj. fruktóza a sacharóza) a fenolické sloučeniny extrahovány pomocí stlačených tekutin (superkritický CO2 a propan). Následně byla provedena kompletní charakterizace surové biomasy a extrakčních zbytků za účelem stanovení výchozího chemického složení z hlediska obsahu zbytkových lipidů, proteinů, hemicelulózy, celulózy, ligninu a popela. Následně byly navrženy a úspěšně otestovány tři alternativní způsoby využití extrakčních zbytků: (i) enzymatická hydrolýza provozovaná celulázami (Thricoderma resei) surové a zbytkové biomasy na glukózu, (ii) přímá ethanolýza za vzniku ethyllevulinátu; a (iii) pyrolýza k získání biouhlu, který se má použít jako nosiče pro syntézu sulfonovaných magnetických železo-uhlíkových katalyzátorů (Fe-SMCC), které se použijí při dehydrataci fruktózy pro syntézu 5-hydroxymethylfurfuralu (5-HMF). Rozvoj těchto pokročilých přístupů umožnil plné využití tohoto zdroje prostřednictvím výroby čistých chemikálií a sloučenin s přidanou hodnotou v souladu s principy oběhového hospodářství.	biorafinace; semena; kořen; lopuch
eng	A Network of Processes for Biorefining Burdock Seeds and Roots	In this work, a novel sustainable approach was proposed for the integral valorisation of Arctium lappa (burdock) seeds and roots. Firstly, a preliminary recovery of bioactive compounds, including unsaturated fatty acids, was performed. Then, simple sugars (i.e., fructose and sucrose) and phenolic compounds were extracted by using compressed fluids (supercritical CO2 and propane). Consequently, a complete characterisation of raw biomass and extraction residues was carried out to determine the starting chemical composition in terms of residual lipids, proteins, hemicellulose, cellulose, lignin, and ash content. Subsequently, three alternative ways to utilise extraction residues were proposed and successfully tested: (i) enzymatic hydrolysis operated by Cellulases (Thricoderma resei) of raw and residual biomass to glucose, (ii) direct ethanolysis to produce ethyl levulinate; and (iii) pyrolysis to obtain biochar to be used as supports for the synthesis of sulfonated magnetic iron-carbon catalysts (Fe-SMCC) to be applied in the dehydration of fructose for the synthesis of 5-hydroxymethylfurfural (5-HMF). The development of these advanced approaches enabled the full utilisation of this resource through the production of fine chemicals and value-added compounds in line with the principles of the circular economy.	Arctium lappa; burdock seeds; burdock roots; biomass valorization; enzymatic hydrolysis; ethyl levulinate; 5-hydroxymethylfurfural; circular economy