Optimization of production of cellulases from alternative substrates

• Grant number: 09/03534-0
• Support Opportunities: Scholarships in Brazil - Master
• Start date: August 01, 2009
• End date: July 31, 2011
• Field of knowledge: Engineering - Chemical Engineering - Chemical Process Industries
• Principal Investigator: Rubens Maciel Filho
• Grantee: Oscar Mauricio Díaz Rodríguez
• Host Institution: Faculdade de Engenharia Química (FEQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brazil

Abstract

Ultimamente a principal matéria-prima utilizada para a produção de etanol é a sacarose da cana-de-açúcar. A grande disponibilidade de material lignocelulósico no Brasil a baixos custos torna o desenvolvimento de tecnologias para hidrolisar este material e usá-lo como matéria-prima bastante atraente. Uma das opções no Brasil é usar o bagaço de cana ou outra fonte de celulose como matéria-prima para a produção de etanol. Com o uso de materias lignocelulósicos pode-se conseguir um significativo aumento da produção de etanol sem aumentar a área plantada, além de ser possível diminuir os custos de produção. Existem vários estudos no país referente a produção de etanol por hidrólise de materiais lignocelulósicos, utilizando a hidrólise ácida e a enzimática. Embora a hidrólise ácida de biomassa seja eficiente e relativamente barata, gera resíduos poluentes e produtos que inibem a fermentação posterior. Dessa forma, a sacarificação enzimática tem sido objeto da maior parte dos estudos hoje no mundo, embora no estágio de desenvolvimento atual, este processo ainda seja economicamente inviável. Na hidrólise enzimática a quebra das moléculas de celulose fica a cargo de enzimas chamadas celulases. Essas enzimas são capazes de hidrolisar a celulose até moléculas de glicose e pequenos oligossacarídeos, as mesmas constituem-se em um complexo de enzimas encontradas em secreções de microrganismos, como fungos e bactérias. Esse complexo enzimático é constituído por um conjunto de três enzimas hidrolíticas: as endo-b-1,4-glicanases, as exo-b-1,4-glicanases ou celobiohidrolases e as b-1,4-glicosidases .A produção no Brasil dessas enzimas reduzirá a dependência das importações e os custos inerentes a essas operações, uma vez que a maior parte dessas matérias-primas é adquirida no exterior e chega ao Brasil com um preço bastante elevado.O objetivo deste projeto é otimizar a produção de celulase utilizando o microorganismo Penicillium echinulatum em um meio de cultivo alternativo. Além disso, pretende-se identificar as substâncias indutoras e inibidoras da produção de celulase, bem como determinar a cinética de produção e um modelo matemático adequado para a representação dos dados experimentais.

Academic Publications

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RODRÍGUEZ, Oscar Mauricio Díaz. Optimazation of cellulase productiion from alternative substrates. 2011. Master's Dissertation - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Química Campinas, SP.