Desenvolvimento de processo biotecnológico de aproveitamento da fração hemicelulósica do bagaço de cana para produção de xilitol: ampliação de escala

• Processo: 10/51331-9
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2010
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2012
• 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
• Assunto(s): Biotecnologia Catálise Lignocelulose Xilitol Fermentação Bioprocessos Bagaço de cana-de-açúcar Destoxificação
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Amplicacao De Escala | Candida Guilliermondii | Destoxificacao | Fermentacao | Xilitol

Resumo

O xilitol, adoçante anticariogênico com propriedades peculiares, como metabolismo independente de insulina e aplicações na área clinica, como no tratamento de osteoporose e de doenças respiratórias é obtido em escala comercial por catalise química de materiais lignocelulósicos. O processo de catalise química de xilose, método pelo qual o xilitol é comercialmente produzido a partir de materiais com alto teor de xilana, é de elevado custo pelas extensivas etapas de purificação da solução de xilose requerida para a catalise, bem como para a remoção do catalisador e purificação do xilitol. Neste sentido, pesquisadores do grupo de Microbiologia Aplicada e Bioprocessos da EEL - USP, vem há anos realizando pesquisas para o estabelecimento de condições para o aproveitamento de diferentes biomassas lignocelulósicas para produção biotecnológica de xilitol a partir da determinação de condições de hidrólise, destoxificação dos hidrolisados hemicelulósicos obtidos juntamente com avaliação de parâmetros fermentativos empregando-se frascos agitados. Estas pesquisas são intensificadas principalmente pela abundância renovável destes materiais e crescente aplicação do xilitol em vários segmentos industriais, em particular na área da saúde, possibilitando ainda alternativa de utilização de açúcares C5. Resultados de pesquisas para a sua obtenção por via biotecnológica a partir de hidrolisados hemicelulósicos como de bagaço de cana-de-açúcar revelam que a presença de compostos tóxicos nos hidrolisados como ácidos orgânicos e fenólicos provenientes do procedimento de hidrólise ácida desta biomassa contribue para a baixa fermentabilidade destes devido ao efeito tóxico destes aos micro-organismos. Desta forma as atividades previstas no presente projeto buscam em uma primeira fase, a ser realizada em frascos Erlenmeyer, uma avaliação comparativa entre condições de destoxificação que propiciem ao mesmo tempo a remoção de tóxicos e favorecimento da produção de xilitol e a melhor forma de preparo do inóculo quanto à fonte de carbono empregada. A condição otimizada, nesta primeira fase, será empregada para a avaliação deste bioprocesso em maior escala utilizando-se reatores de 2, 16 e 100L. O maior desafio é a ampliação do processo para 100L, considerando todas as condições operacionais do sistema de produção. (AU)

Publicações científicas

(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)

DE ARRUD, PRISCILA VAZ; DOS SANTOS, JULIO CESAR; LACERDA BRAMBILLA RODRIGUES, RITA DE CASSIA; VIRGINIO DA SILVA, DEBORA DANIELLE; YAMAKAWA, CELINA KIYOMI; DE MORAES ROCHA, GEORGE JACKSON; NOLASCO JUNIOR, JONAS; DA CRUZ PRADELLA, JOSE GERALDO; VAZ ROSSELL, CARLOS EDUARDO; FELIPE, MARIA DAS GRACAS DE ALMEIDA. Scale up of xylitol production from sugarcane bagasse hemicellulosic hydrolysate by Candida guilliermondii FTI 20037. JOURNAL OF INDUSTRIAL AND ENGINEERING CHEMISTRY, v. 47, p. 297-302, MAR 25 2017. (10/51331-9)