Desenvolvimento de tecnologias ecológicas para a hidrólise de biomassa e resíduos da indústria de celulose e papel

Resumo

O Brasil é o país com a maior biodiversidade do mundo. A microbiota presente nos diferentes biomas brasileiros permanece quase desconhecida e minimamente estudada, representando grande potencial para descoberta, aplicação em pesquisas científicas e atividades industriais. Considerando a grande biodiversidade do Brasil, em 2010, o Sistema Nacional de Pesquisa em Biodiversidade (SISBIOTA-Brasil) começou a isolar fungos de todos os biomas brasileiros, aumentando o potencial de obtenção de diferentes enzimas com interesses biotecnológicos e industriais. Portugal e o Brasil representam um grande mercado consumidor e produtor de diversos compostos, mas quando se trata de enzimas, os dois países ainda têm pouca expressão. Nos últimos 30 anos tem havido um enorme aumento no interesse e pesquisa de enzimas que degradam os compostos lignocelulósicos, principalmente devido ao excedente de resíduos, por exemplo, das agroindústrias, que geram toneladas de lixo diariamente, o que muitas vezes se torna um problema de poluição ambiental. Portanto, é necessário maximizar o uso de matéria orgânica, reduzindo a geração de resíduos e obtendo produtos com alto valor agregado. O material lignocelulósico consiste principalmente de três tipos diferentes de compostos: celulose, hemicelulose e lignina, que estão associados entre si e em diferentes proporções, dependendo do vegetal. A conversão enzimática tem sido um método que vem ganhando destaque entre a tecnologia para converter biomassa lignocelulósica em compostos de alto valor agregado. Este processo utilizou principalmente xilanases, celulases e ligninases. Nesse contexto, o presente projeto tem como objetivo a avaliação de diferentes tecnologias ecologicamente corretas para o pré-tratamento dos resíduos agroindustriais / florestais (como resíduos da indústria de papel e celulose: lodo de papel e casca de eucalipto) com o objetivo de facilitar o acesso das enzimas fúngicas aos componentes estruturais. Para isso serão priorizados os pré-tratamentos físico-químicos: aquecimento ôhmico e auto-hidrólise, para a extração de compostos derivados da hemicelulose. Paralelamente, será realizada a triagem dos fungos filamentosos obtidos no projeto SISBIOTA utilizando os resíduos das indústrias de arroz, café, cerveja, feijão, milho e papel como fonte indutora. As enzimas produzidas serão caracterizadas quanto aos seus parâmetros físico-químicos e imobilizadas em diferentes substratos, visando uma melhora na hidrólise enzimática desses resíduos. Em seguida, um coquetel de enzimas será projetado para ser aplicado no pré-tratamento biológico (enzimático) dos componentes lignocelulósicos (celulose, hemicelulose e lignina), visando gerar produtos de alto valor agregado. Os produtos obtidos serão explorados na produção de compostos com interesse industrial, como xilooligossacarídeos, bioetanol e compostos antioxidantes / antimicrobianos. (AU)