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

• Processo: 18/07522-6
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Vigência: 01 de janeiro de 2019 - 31 de março de 2023
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Microbiologia - Microbiologia Aplicada
• Convênio/Acordo: Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT)
• Pesquisador responsável: Maria de Lourdes Teixeira de Moraes Polizeli
• Beneficiário: Maria de Lourdes Teixeira de Moraes Polizeli
• Pesq. responsável no exterior: José António Couto Teixeira
• Instituição no exterior: Universidade do Minho (UMinho), Portugal
• Instituição Sede: Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Ana Sílvia de Almeida Scarcella ; Thiago Machado Pasin
• Bolsa(s) vinculada(s): 20/00081-4 - Desenvolvimento de estratégias para imobilização e co-imobilização de enzimas envolvidas na degradação de biomassa, BP.PD; 19/22737-1 - Desenvolvimento de estratégias para imobilização e co-imobilização de enzimas envolvidas na degradação da biomassa, BP.PD
• Assunto(s): Produção de enzimas Enzimas lignocelulolíticas Resíduos agroindustriais Microbiota Biomassa lignocelulósica Hidrólise Tecnologia ambiental
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: compostos derivados de lignocelulósicos | pre-tratamento alternativo | Produção de enzimas | Resíduos agro-industriais | Biotecnologia - utilização de resíduos agro-industriais

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)

Publicações científicas

(22)

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

DESAGIACOMO, CARLA CRISTINA VILLELA; ALNOCH, ROBSON CARLOS; PINHEIRO, VANESSA ELISA; CEREIA, MARIANA; MACHADO, CARLA BOTELHO; DAMASIO, ANDRE; AUGUSTO, MARLEI JOSIELE; PEDERSOLI, WELLINGTON; SILVA, ROBERTO NASCIMENTO; POLIZELI, MARIA DE LOURDES TEIXEIRA DE MORAES. Structural model and functional properties of an exo-polygalacturonase from Neosartorya glabra. International Journal of Biological Macromolecules, v. 186, p. 909-918, SEP 1 2021. (14/50884-5, 20/00081-4, 18/07522-6, 17/22669-0)

SCARCELLA, ANA SILVIA DE ALMEIDA; PASIN, THIAGO MACHADO; DE OLIVEIRA, TASSIO BRITO; DE LUCAS, ROSYMAR COUTINHO; FERREIRA-NOZAWA, MONICA STROPA; DE FREITAS, EMANUELLE NEIVERTH; VICI, ANA CLAUDIA; BUCKERIDGE, MARCOS SILVEIRA; MICHELIN, MICHELE; POLIZELI, MARIA DE LOURDES TEIXEIRA DE MORAES. Saccharification of different sugarcane bagasse varieties by enzymatic cocktails produced by Mycothermus thermophilus and Trichoderma reesei RP698 cultures in agro-industrial residues. ENERGY, v. 226, JUL 1 2021. (14/50884-5, 18/07522-6, 10/52322-3, 17/09000-4)

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DE FREITAS, EMANUELLE N.; KHATRI, VINAY; CONTIN, DANIELE R.; DE OLIVEIRA, TASSIO B.; CONTATO, ALEX G.; PERALTA, ROSANE M.; DOS SANTOS, WANDERLEY D.; MARTINEZ, CARLOS A.; SADDLER, JACK N.; POLIZELI, MARIA DE LOURDES T. M.. limate change affects cell-wall structure and hydrolytic performance of a perennial grass as an energy cro. BIOFUELS BIOPRODUCTS & BIOREFINING-BIOFPR, v. 16, n. 2, NOV 2021. (08/58075-8, 08/57908-6, 17/23989-9, 19/07141-5, 18/07522-6)

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DE ALMEIDA, PAULA ZAGHETTO; DE OLIVEIRA, TASSIO BRITO; DE LUCAS, ROSYMAR COUTINHO; SANTOS SALGADO, JOSE CARLOS; PEREZ, MALENA MARTINEZ; GALAN, BEATRIZ; GARCIA, JOSE LUIS; TEIXEIRA DE MORAES POLIZELI, MARIA DE LOURDES. Heterologous production and biochemical characterization of a new highly glucose tolerant GH1 beta-glucosidase from Anoxybacillus thermarum. Process Biochemistry, v. 99, p. 1-8, DEC 2020. (18/07522-6, 17/09000-4, 14/50884-5)

ARANHA, GUILHERME MAURO; CONTATO, ALEX GRACA; DOS SANTOS SALGADO, JOSE CARLOS; DE OLIVEIRA, TASSIO BRITO; RETAMIRO, KARINA MIYUKI; ORTOLAN, GUILHERME GUIMARAES; CREVELIN, EDUARDO JOSE; NAKAMURA, CELSO VATARU; BERALDO DE MORAES, LUIZ ALBERTO; PERALTA, ROSANE MARINA; et al. iochemical characterization and biological properties of mycelium extracts from Lepista sordida GMA-05 and Trametes hirsuta GMA-01: new mushroom strains isolated in Brazi. Brazilian Journal of Microbiology, v. 53, n. 1, p. 349-358, MAR 2022. (18/07522-6, 17/25862-6, 14/50884-5)

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CONTATO, ALEX GRACA; VICI, ANA CLAUDIA; PINHEIRO, VANESSA ELISA; DE OLIVEIRA, TASSIO BRITO; DE FREITAS, EMANUELLE NEIVERTH; ARANHA, GUILHERME MAURO; APARECIDO VALVASSORA JUNIOR, ALMIR LUIZ; VARGAS RECHIA, CAREM GLEDES; BUCKERIDGE, MARCOS SILVEIRA; TEIXEIRA DE MORAES POLIZELI, MARIA DE LOURDES. Comparison of Trichoderma longibrachiatum Xyloglucanase Production Using Tamarind (Tamarindus indica) and Jatoba (Hymenaea courbaril) Seeds: Factorial Design and Immobilization on Ionic Supports. FERMENTATION-BASEL, v. 8, n. 10, p. 12-pg., 2022-10-01. (14/50884-5, 17/25862-6, 18/07522-6, 17/09000-4, 17/23989-9)

ALNOCH, ROBSON C.; ALVES, GABRIELA S.; SALGADO, JOSE C. S.; DE ANDRADES, DIANDRA; DE FREITAS, EMANUELLE N.; NOGUEIRA, KAROLINE M. V.; VICI, ANA C.; OLIVEIRA, DOUGLAS P.; CARVALHO-JR, VALDEMIRO P.; SILVA, ROBERTO N.; et al. Immobilization and Application of the Recombinant Xylanase GH10 of Malbranchea pulchella in the Production of Xylooligosaccharides from Hydrothermal Liquor of the Eucalyptus (Eucalyptus grandis) Wood Chips. INTERNATIONAL JOURNAL OF MOLECULAR SCIENCES, v. 23, n. 21, p. 18-pg., 2022-11-01. (14/50884-5, 18/07522-6, 19/21989-7, 20/15510-8, 20/00081-4)

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PINHEIRO, VANESSA ELISA; WAINAINA, STEVEN; TEIXEIRA DE MORAES POLIZELI, MARIA DE LOURDES; HORVATH, ILONA SARVARI. Anaerobic digestion of cornmeal - the effect of crude enzyme extract and co-digestion with cow manure. BIOFUELS BIOPRODUCTS & BIOREFINING-BIOFPR, OCT 2021. (14/50884-5, 18/07522-6)

SOARES, GLEYDISON AMARANTE; ALNOCH, ROBSON CARLOS; SILVA DIAS, GLAUCO; SANTOS REIS, NADABE DOS; TAVARES, IASNAIA MARIA DE CARVALHO; RUIZ, HECTOR A.; BILAL, MUHAMMAD; DE OLIVEIRA, JULIETA RANGEL; KRIEGER, NADIA; FRANCO, MARCELO. Production of a fermented solid containing lipases from Penicillium roqueforti ATCC 10110 and its direct employment in organic medium in ethyl oleate synthesis. Biotechnology and Applied Biochemistry, JUN 2021. (18/07522-6)

CONTATO, ALEX GRACA; DE OLIVEIRA, TASSIO BRITO; ARANHA, GUILHERME MAURO; DE FREITAS, EMANUELLE NEIVERTH; VICI, ANA CLAUDIA; VIEIRA NOGUEIRA, KAROLINE MARIA; DE LUCAS, ROSYMAR COUTINHO; DE ALMEIDA SCARCELLA, ANA SILVIA; BUCKERIDGE, MARCOS SILVEIRA; SILVA, ROBERTO NASCIMENTO; et al. Prospection of Fungal Lignocellulolytic Enzymes Produced from Jatoba (Hymenaea courbaril) and Tamarind (Tamarindus indica) Seeds: Scaling for Bioreactor and Saccharification Profile of Sugarcane Bagasse. MICROORGANISMS, v. 9, n. 3, MAR 2021. (14/50884-5, 18/25898-3, 17/23989-9, 18/07522-6, 17/09000-4, 17/25862-6, 08/57908-6)

SCARCELLA, ANA SILVIA DE ALMEIDA; PASIN, THIAGO MACHADO; DE LUCAS, ROSYMAR COUTINHO; FERREIRA-NOZAWA, MONICA STROPA; DE OLIVEIRA, TASSIO BRITO; CONTATO, ALEX GRACA; GRANDIS, ADRIANA; BUCKERIDGE, MARCOS SILVEIRA; POLIZELI, MARIA DE LOURDES TEIXEIRA DE MORAES. Holocellulase production by filamentous fungi: potential in the hydrolysis of energy cane and other sugarcane varieties. BIOMASS CONVERSION AND BIOREFINERY, JAN 2021. (18/07522-6, 14/50884-5, 19/13936-0, 10/52322-3)

SCARCELLA, ANA SILVIA DE ALMEIDA; PASIN, THIAGO MACHADO; DE LUCAS, ROSYMAR COUTINHO; FERREIRA-NOZAWA, MONICA STROPA; DE OLIVEIRA, TASSIO BRITO; CONTATO, ALEX GRACA; GRANDIS, ADRIANA; BUCKERIDGE, MARCOS SILVEIRA; POLIZELI, MARIA DE LOURDES TEIXEIRA DE MORAES. Holocellulase production by filamentous fungi: potential in the hydrolysis of energy cane and other sugarcane varieties. BIOMASS CONVERSION AND BIOREFINERY, v. 13, n. 2, p. 12-pg., 2021-01-28. (19/13936-0, 10/52322-3, 18/07522-6, 14/50884-5)