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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)

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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, . (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, . (14/50884-5, 18/07522-6, 10/52322-3, 17/09000-4)
PINHEIRO, VANESSA ELISA; HORVATH, ILONA SARVARI; LUNDIN, MAGNUS; POLIZELI, MARIA DE LOURDES TEIXEIRA DE MORAES. Screening and cocktail optimization using experimental mixture design: enzymatic saccharification as a biological pretreatment strategy. BIOFUELS BIOPRODUCTS & BIOREFINING-BIOFPR, v. 15, n. 5, p. 1447-1460, . (10/52322-3, 18/07522-6, 14/50884-5)
DE FREITAS, EMANUELLE N.; KHATRI, VINAY; WU, JIE; TAKADA, MASATSUGU; SCARCELLA, ANA SILVIA DE A.; MARTINEZ, CARLOS ALBERTO; SADDLER, JACK N.; POLIZELI, MARIA DE LOURDES T. M.. Structural and compositional changes induced by hydrothermal and organosolv pretreatments impacts enzymatic hydrolysis of a tropical forage grass grown under future climate conditions. INDUSTRIAL CROPS AND PRODUCTS, v. 171, . (17/23989-9, 18/07522-6, 19/07141-5, 08/57908-6, 08/58075-8)
PINHEIRO, VANESSA ELISA; DE ALMEIDA, PAULA ZAGHETTO; POLIZELI, MARIA DE LOURDES TEIXEIRA DE MORAES. Statistical optimization of cornmeal saccharification using various hydrolases. BIOMASS CONVERSION AND BIOREFINERY, . (10/52322-3, 18/07522-6)
DE FREITAS, EMANUELLE NEIVERTH; ALNOCH, ROBSON CARLOS; CONTATO, ALEX GRACA; NOGUEIRA, V, KAROLINE MARIA; CREVELIN, EDUARDO JOSE; BERALDO DE MORAES, LUIZ ALBERTO; SILVA, ROBERTO NASCIMENTO; MARTINEZ, CARLOS ALBERTO; POLIZELI, MARIA DE LOURDES T. M.. Enzymatic Pretreatment with Laccases from Lentinus sajor-caju Induces Structural Modification in Lignin and Enhances the Digestibility of Tropical Forage Grass (Panicum maximum) Grown under Future Climate Conditions. INTERNATIONAL JOURNAL OF MOLECULAR SCIENCES, v. 22, n. 17, . (18/07522-6, 19/07141-5, 08/57908-6, 17/23989-9, 08/58075-8, 20/00081-4)
ALNOCH, ROBSON CARLOS; DOS SANTOS, LEANDRO ALVES; DE ALMEIDA, JANAINA MARQUES; KRIEGER, NADIA; MATEO, CESAR. Recent Trends in Biomaterials for Immobilization of Lipases for Application in Non-Conventional Media. CATALYSTS, v. 10, n. 6, . (20/00081-4, 18/07522-6)
ALEXANDER BRUCK, STEFAN; CONTATO, ALEX GRACA; GAMBOA-TRUJILLO, PAUL; DE OLIVEIRA, TASSIO BRITO; CEREIA, MARIANA; DE MORAES POLIZELI, MARIA DE LOURDES TEIXEIRA. Prospection of Psychrotrophic Filamentous Fungi Isolated from the High Andean Paramo Region of Northern Ecuador: Enzymatic Activity and Molecular Identification. MICROORGANISMS, v. 10, n. 2, p. 15-pg., . (18/07522-6, 08/57908-6, 17/25862-6, 17/09000-4, 14/50884-5)
PASIN, THIAGO MACHADO; DE OLIVEIRA, TASSIO BRITO; DE ALMEIDA SCARCELLA, ANA SILVIA; DE MORAES POLIZELI, MARIA DE LOURDES TEIXEIRA; GUAZZARONI, MARIA-EUGENIA. Perspectives on Expanding the Repertoire of Novel Microbial Chitinases for Biological Control. Journal of Agricultural and Food Chemistry, v. 69, n. 11, p. 3284-3288, . (18/07522-6, 17/09000-4)
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, . (08/58075-8, 08/57908-6, 17/23989-9, 19/07141-5, 18/07522-6)
BENATTI, ANA LAURA TOTTI; POLIZELI, MARIA DE LOURDES TEIXEIRA DE MORAES. Lignocellulolytic Biocatalysts: The Main Players Involved in Multiple Biotechnological Processes for Biomass Valorization. MICROORGANISMS, v. 11, n. 1, p. 33-pg., . (18/07522-6, 14/50884-5)
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., . (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., . (14/50884-5, 18/07522-6, 19/21989-7, 20/15510-8, 20/00081-4)
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, . (18/07522-6, 17/25862-6, 14/50884-5)
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, . (18/07522-6, 17/09000-4, 14/50884-5)
SOARES, GLEYDISON AMARANTE; ALNOCH, ROBSON CARLOS; SILVA DIAS, GLAUCO; REIS, NADABE DOS SANTOS; 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, v. 69, n. 3, p. 16-pg., . (18/07522-6)
PINHEIRO, VANESSA ELISA; HORVATH, ILONA SARVARI; LUNDIN, MAGNUS; POLIZELI, MARIA DE LOURDES TEIXEIRA DE MORAES. Screening and cocktail optimization using experimental mixture design: enzymatic saccharification as a biological pretreatment strategy. BIOFUELS BIOPRODUCTS & BIOREFINING-BIOFPR, . (18/07522-6, 14/50884-5, 10/52322-3)
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, . (18/07522-6)
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, . (18/07522-6, 14/50884-5, 19/13936-0, 10/52322-3)
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, . (14/50884-5, 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, . (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, v. 13, n. 2, p. 12-pg., . (19/13936-0, 10/52322-3, 18/07522-6, 14/50884-5)

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