Plataforma biotecnológica de obtenção sustentável e integrada de biomoléculas a partir da biomassa de cana-de-açúcar explorando leveduras da Antártica

• Processo: 23/18416-0
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2025
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2030
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Microbiologia - Microbiologia Aplicada
• Pesquisador responsável: Maria das Graças de Almeida Felipe
• Beneficiário: Maria das Graças de Almeida Felipe
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de Lorena (EEL). Universidade de São Paulo (USP). Lorena , SP, Brasil
• Pesquisadores principais: Adalberto Pessoa Junior
• Pesquisadores associados: André Moreni Lopes ; Anuj Kumar ; Cassamo Ussemane Mussagy ; Elena Tsalaporta ; Fanny Machado Jofre ; Fernando Segato ; Florbela de Oliveira Carvalheiro Esteves Amaro ; Francisco Vitor Santos da Silva ; Giuliano Marcelo Dragone ; Ismael Maciel de Mancilha ; Jorge Gonzalo Farias Avendano ; Júlio César dos Santos ; Lara Durães Sette ; Luís Jorge Abreu Chorão de Quelhas Duarte ; Silvio Silvério da Silva ; Solange Inês Mussatto Dragone ; Talita Martins Lacerda ; Tatiane da Franca Silva ; Valker Araujo Feitosa
• Assunto(s): Moléculas bioativas Embalagens inteligentes
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: bagaço e palha de cana-de açúcar | biomoléculas | embalagens inteligentes | fermentações | leveduras da Antártica | metabolismo microbiano | fermentações

Resumo

A contribuição da investigação científica para o alcance da urgente transição energética mundial é inquestionável e inseparável daquela que busca a ampliação do portifólio de produtos com tecnologias convergentes em um modelo de biorrefinaria do setor sucroalcooleiro em um contexto de bioeconomia. Dentro desta premissa objetiva-se com este projeto estabelecer uma plataforma bioquímica de produção de biomoléculas a partir do bagaço e palha de cana e da biodiversidade de leveduras da Antártica. A relevância da investigação é amparada pela contribuição com inovações e/ou avanços nas diferentes vertentes dentro do aproveitamento de biomassas vegetais de forma integral de suas 3 principais frações, a celulose, hemicelulose e a lignina. Os vastos e longos estudos para a obtenção de biomoléculas a partir da biomassa de cana ocorrem em grande parte com estas frações nem sempre em conjunto e ainda existem lacunas quanto ao aproveitamento biotecnológico de seus principais compostos constituintes carboidratos (C6 e C5) e não carboidratos (fenólicos) particularmente no que se refere a toxicidade natural dos hidrolisados lignocelulósicos. E ainda, o aproveitamento da biodiversidade de microrganismos extremófilos como as leveduras isoladas a partir de amostras de ambientes marinhos e terrestres da Antártica propicia inovações tecnológicas concomitante à exploração de novas abordagens da pesquisa de forma coesa contribuindo com o conhecimento do estado fisiológico destes microrganismos em meios complexos como os hidrolisados lignocelulósicos. Para tanto, a aplicação da principal técnica proposta nesta pesquisa, a de citometria de fluxo, vem a se somar a outras convencionalmente já estudadas em bioprocessos de utilização de biomassas vegetais os quais ocorrem em 3 etapas primordiais: desconstrução da parede celular vegetal, estabelecimento das condições de fermentação e separação das biomoléculas produzidas. Assim, visando contribuir para o estabelecimento de um modelo de biorrefinaria de cana-de-açúcar com a particularidade da heterogeneidade da matéria-prima, as metas prioritárias foram delineadas nas diferentes fases de obtenção e preparo dos hidrolisados celulósico, hemicelulósico e lignina solúvel; seleção das leveduras para obtenção das biomoléculas xilitol, biossurfactante, carotenoides e lipídeos; produção das biomoléculas para estudo cinético do processo; separação das biomoléculas produzidas; testes de aplicabilidade das biomoléculas; avaliação da viabilidade técnico econômica. A investigação do material microbiológico (leveduras de origem Antártica) e dados associados do Biobanco Central de Recursos Microbianos da UNESP-Rio Claro (CRM-UNESP) se alinha à concepção de biobancos microbianos como estrutura de base para o desenvolvimento sustentável e da bioeconomia, que juntamente com esta rede de pesquisadores especialistas nas diferentes áreas de conhecimento, se constitui em um forte indicador para a contribuição deste modelo de plataforma como uma diretriz para outras biomassas vegetais e biomoléculas. (AU)