Publicação: Produção de celulases e hemicelulases por pochonia Chlamydosporia e Aplicação na sacarificação de resíduos agroindustriais.
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CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS, CNPQ::ENGENHARIAS
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Resumo
O etanol de segunda geração, produzido a partir de resíduos
lignocelulósicos, representa uma alternativa ao uso de combustíveis fósseis,
que são finitos e danosos aomeio ambiente. Para se transformar em etanol 2G,
estes resíduos devem ser submetidosà sacarificação (hidrólise) enzimática,
muito frequentemente após etapa de pré-tratamento, a fim de serem
convertidos em monossacarídeos (açúcares) fermentescíveis. Atualmente,
este processo só é viável utilizando coquetéis enzimáticos comerciais, que
possuem alto custo. Como alternativa a este fator limitante,tem-se a produção
e investigação de extratos enzimáticos caseiros via fermentação em estado
sólido (FES), utilizando resíduos vegetais como substratos. Neste contexto,
esse trabalho investigou, pela primeira vez, o potencial do fungo Pochonia
chlamydosporiana produção de celulases (exoglucanase, endoglucanase e βglicosidase) e hemicelulases (xilanase e β-xilosidase) por FES em três
substratos: farelo de trigo, bagaço de cana-de-açúcar e sabugo de milho. Os
dados demonstraram destaque para a produção de β-glicosidase em farelo de
trigo, com pico de produção de 51 U/g em 168 horas de cultivo. Este coquetel
foi caracterizado e apresentou estabilidade em várias faixas de pH (3,5–7,5) e
temperatura (30–50ºC), com pH ótimo de 4,5 e temperatura ótima de 50ºC,
evidenciando seu potencial para aplicação em hidrólise enzimática, etapa
realizada neste trabalho utilizando bagaço de cana e sabugo de milho brutos e
pré-tratados com organossolve, com pico de 1,022 g/L de ART no sabugo de
milho pré-tratado. Ademais, foi possível observar um aumento de 402,4% e
89,8% de rendimento de açúcares redutores totais (ART) na hidrólise
utilizando o sabugo de milho e o bagaço de cana pré tratados, em comparação
ao rendimento dos substratos brutos. Os resultados obtidos são promissores,
visto que o coquetel enzimático apresentou características físico-químicas
adequadas para uso em sacarificações de biomassas lignocelulósicas e a etapa
de pré-tratamento se demonstrou altamente eficaz para maior liberação de
ART.
Abstract
Second generation ethanol, produced from lignocellulosic waste,
represents an alternative to the use of fossil fuels, which are finite and harmful
to the environment. Totransform into 2G ethanol, these residues must undergo
enzymatic saccharification (hydrolysis), very often after the pre-treatment
step, to be converted into fermentable monosaccharides (sugars). Currently,
this process is only viable using commercial enzyme cocktails, which are
expensive. As an alternative to this limiting factor, there is the production and
investigation of homemadeenzyme extracts via solid state fermentation (SSF),
using agroindustrial residues as substrates. In this context, this paper
investigated, for the first time, the potential of the fungus Pochonia
chlamydosporia in the production of cellulases (exoglucanase, endoglucanase
and β-glucosidase) and hemicellulases (xylanase and β-xylosidase) by SSF in
three substrates: wheat bran, sugarcane bagasse and corn cob. The data
highlighted the production of β-glucosidase in wheat bran, with a peak
production of 51 U/g in 168 hours of cultivation. This cocktail was
characterized and showed stability invarious pH (3.5–7.5) and temperature
(30–50ºC) ranges, with an optimum pH of 4.5 and an optimum temperature of
50ºC, highlighting its potential for application in enzymatic hydrolysis, a step
carried out in this paper using both raw and pre-treated with organosolv
sugarcane bagasse and corncob, with a peak production of 1.022 g/L of TDS
in the pre-treated corncob. Furthermore, it was possible to observe an increase
of 402.4% and 89.8% in TDS in hydrolysis using pre-treated corncob and
sugarcane bagasse, comparedto the raw substrates. The results obtained are
promising, as the enzyme cocktail presented physicochemical characteristics
suitable for use in saccharification of lignocellulosic biomass and the pretreatment step proved to be highly effective for greater release of TDS.
Palavras-chave
Solid state fermentation, Pochonia chlamydosporia, Cellulases, Fermentação em estado sólido, Hemicellulases, Celulases, Saccharification, Hemicelulases, Sacarificação
Citação
FERREIRA, Arthur Morya Gama. Produção de celulases e hemicelulases por pochonia
Chlamydosporia e Aplicação na sacarificação de resíduos agroindustriais. 2024. 39 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Ambiental e Sanitária) – Universidade Federal de Uberlândia (UFU), Uberlândia, 2024.
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