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Recalcitrância da biomassa de cana-de-açúcar: fundamentos relacionados à formação da parede celular, ao pré-tratamento e à digestão enzimática, aplicados no desenvolvimento de novos modelos de biorrefinarias

Processo: 14/06923-6
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Temático
Vigência: 01 de abril de 2015 - 31 de março de 2019
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Bioquímica - Enzimologia
Pesquisador responsável:Andre Luis Ferraz
Beneficiário:Andre Luis Ferraz
Instituição-sede: Escola de Engenharia de Lorena (EEL). Universidade de São Paulo (USP). Lorena , SP, Brasil
Pesquisadores principais:
Adriane Maria Ferreira Milagres
Pesq. associados:Elisson Antonio da Costa Romanel ; Fábio Márcio Squina ; Fernando Segato ; Júlio César dos Santos ; Marina Oliveira de Souza Dias ; Sergio Almeida Pacca
Bolsa(s) vinculada(s):15/23279-6 - Análise metagenômica e metasecretômica de um consórcio microbiano enriquecido de fungos anaeróbicos degradador de bagaço de cana: prospecção de celulossomas e enzimas lignocelulolíticas, BP.PD
16/02985-2 - Avaliação da correlação entre o processo de acúmulo de sacarose em cana de açúcar e a digestibilidade da biomassa lignocelulósica, BP.IC
16/01926-2 - Influência de um domínio acessório nas características bioquímicas e estruturais da celulase CelE2, BP.MS
15/23684-8 - Avaliação de um processo que envolve o fracionamento da cana de açúcar em casca e parte central prévio ao pré-tratamento e à hidrólise enzimática, BP.IC
15/10756-0 - Desenvolvimento de novos modelos de biorrefinarias empregando híbridos experimentais de cana-de-açúcar e cana energia submetidos a diferentes pré-tratamentos, BP.PD
Assunto(s):Cana-de-açúcar  Hidrólise enzimática  Parede celular  Biomassa  Bioprocessos  Bioenergia 

Resumo

O presente projeto tem como objetivo gerar conhecimento integrado sobre as origens da recalcitrância da biomassa de cana-de-açúcar. Em função deste conhecimento pretende-se desenhar processos inovadores de conversão de biomassa dentro do conceito contemporâneo das biorrefinarias. A deposição de paredes celulares secundárias será avaliada em função do estágio de maturação das plantas com teores contrastantes de componentes. Serão avaliados o processo de lignificação e a de deposição de hemicelulose. A lignificação será ainda avaliada pelo nível de expressão de genes codificadores de enzimas envolvidas na biossíntese de monolignóis. A digestibilidade direta das amostras geradas será avaliada e avaliação dos dados gerados permitirá direcionar as etapas subsequentes de desenho de bioprocessos destinados à conversão da biomassa da cana em produtos de interesse tecnológico dentro do contexto contemporâneo das biorrefinarias. Está previsto que processos amenos de pré-tratamento baseados na ação deslignificante do sulfito alcalino ou na ação seletiva de ácidos diluídos sobre a hemicelulose possam gerar substratos aptos à bioconversão por xilanases para a preparação de oligossacarídeos e posteriormente por celulases para a produção de hidrolisados fermentescíveis. Estudos de secretômica de fungos degradadores de madeira permitirão buscar novas enzimas hidrolíticas para o tratamento dos substratos gerados. A avaliação econômica e ambiental de processos desenhados com as bases científicas geradas no projeto permitirá ainda verificar os benefícios obtidos com o emprego de plantas selecionadas por apresentar baixa recalcitrância e como a eficiência de cada pré-tratamento pode ser maximizada a partir do emprego destas plantas (AU)

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Publicações científicas (34)
(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)
BATISTA, DIEGO SILVA; KOEHLER, ANDREA DIAS; ROMANEL, ELISSON; DE SOUZA, VINICIUS CAIRUS; SILVA, TATIANE DULCINEIA; ALMEIDA, MAIRA CAROLINA; MACIEL, TALLES ELISSON F.; BUENO FERREIRA, PERACIO RAFAEL; SOUSA FELIPE, SERGIO HEITOR; SALDANHA, CLEBER WITT; et al. De novo assembly and transcriptome of Pfaffia glomerata uncovers the role of photoautotrophy and the P450 family genes in 20-hydroxyecdysone production. PROTOPLASMA, v. 256, n. 3, p. 601-614, . (14/06923-6, 14/17486-6)
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VASCONCELOS, MARCELO HOLANDA; MENDES, FERNANDA MACHADO; RAMOS, LUCAS; DIAS, MARINA OLIVEIRA S.; BONOMI, ANTONIO; JESUS, CHARLES DAYAN F.; WATANABE, MARCOS DJUN B.; JUNQUEIRA, TASSIA LOPES; MILAGRES, ADRIANE MARIA F.; FERRAZ, ANDRE; et al. Techno-economic assessment of bioenergy and biofuel production in integrated sugarcane biorefinery: Identification of technological bottlenecks and economic feasibility of dilute acid pretreatment. ENERGY, v. 199, . (15/10756-0, 14/06923-6)
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RUBIO, MARCELO VENTURA; ZUBIETA, MARIANE PALUDETTI; LOURENO FRANCO CAIRO, JOAO PAULO; CALZADO, FELIPE; PAES LEME, ADRIANA FRANCO; SQUINA, FABIO MARCIO; PRADE, ROLF ALEXANDER; DE LIMA DAMASIO, ANDRE RICARDO. Mapping N-linked glycosylation of carbohydrate-active enzymes in the secretome of Aspergillus nidulans grown on lignocellulose. BIOTECHNOLOGY FOR BIOFUELS, v. 9, . (14/15403-6, 14/06923-6, 11/20977-3, 13/24988-5, 12/20549-4, 14/23051-2, 09/54067-3)
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SPORCK, DANIELE; REINOSO, FELIPE A. M.; RENCORET, JORGE; GUTIERREZ, ANA; DEL RIO, JOSE C.; FERRAZ, ANDRE; MILAGRES, ADRIANE M. F.. Xylan extraction from pretreated sugarcane bagasse using alkaline and enzymatic approaches. BIOTECHNOLOGY FOR BIOFUELS, v. 10, . (14/06923-6, 08/56256-5)

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PROCESSO DE FRACIONAMENTO DO CAULE DE GRAMÍNEAS E USO DAS FRAÇÕES OBTIDAS BR1020180168185 - Universidade de São Paulo (USP) . ANDRÉ LUIS FERRAZ ; ADRIANE MARIA FERREIRA MILAGRES ; GUILHERME PENHA SARTORI ; JOSÉ MOREIRA DA SILVA - 16 de agosto de 2018