La demanda de vainillina supera con creces los recursos naturales de este agente aromatizante. Por lo tanto, se utiliza un proceso químico para producir las grandes cantidades requeridas de vainillina a partir del petróleo, que es mucho menos costoso que obtener la sustancia a partir de vainas de vainilla genuinas fermentadas. Otra alternativa es hacer vainillina a partir de lignina, un producto de desecho de la industria de pulpa de madera. Un equipo dirigido por el profesor Siegfried Waldvogel de la Universidad Johannes Gutenberg de Mainz (JGU) ha logrado ahora mejorar aún más su método de producción electroquímica de vainillina a partir de lignina, empleando un método de oxidación « verde » para este propósito. Esto degrada la lignina Kraft, un subproducto supuestamente sin valor, para liberar vainillina. « Confiamos en que nuestro proceso sostenible y respetuoso con el medio ambiente pueda contribuir a una producción de vainillina a una escala aún mayor », señaló el profesor Siegfried Waldvogel. Los resultados de su investigación han sido publicados en Angewandte Chemie International Edition.
Se puede producir vainillina de alta calidad a partir de la lignina de material de desecho.
Muchos de los alimentos y bebidas que consumimos contienen vainillina como aditivo, mientras que las industrias farmacéutica y de perfumería también requieren el saborizante. Cada año, se generan por medios químicos varias decenas de miles de toneladas de la sustancia. Esto requiere principalmente materias primas fósiles y el proceso da lugar a productos de desecho tóxicos. « Podemos evitar estos problemas haciendo vainillina a partir de lignina, un componente de la madera », dijo Waldvogel. « El proceso electroquímico en el que hemos estado trabajando durante casi 15 años nos permite obtener vainillina de alta calidad a partir de la madera como recurso renovable empleando un método ecológico ».
La lignina se ha utilizado durante mucho tiempo como fuente de vainillina. El proceso comercial correspondiente emplea cobre como catalizador, lo que requiere una purificación compleja y costosa del producto final resultante. Por el contrario, la exposición directa de la materia prima a una corriente eléctrica que actúa como oxidante es inherentemente menos perjudicial, más rentable y no da como resultado la producción de residuos. La lignina kraft es necesaria para la producción sostenible de vainillina. Este es un producto de desecho de la industria papelera que luego se aprovecha térmicamente para generar electricidad. Se utiliza sosa cáustica como disolvente y, al comienzo de la reacción, se complementa una solución de peroxodicarbonato recién electrolizada con la solución de lignina. “El rendimiento que logramos con este proceso puede ser de hasta un 6,2 por ciento en peso de lignina utilizada, lo cual es un resultado sobresaliente”, enfatizó Waldvogel. Además, el carbonato utilizado es un componente químico necesario para el funcionamiento de las plantas de celulosa. Esto significa que hay varias opciones para una solución técnica de combinar el proceso con la operación de una biorrefinería.
Diferentes proyectos diseñados para promover procesos productivos ecológicos