Melhorias no bioprocesso de produção de xilitol no conceito de biorrefinaria para diversificação do portfólio de produtos do setor sucroalcooleiro

• Processo: 16/22179-0
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Vigência: 01 de fevereiro de 2017 - 31 de julho de 2019
• 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 associados: Fernando Segato ; Júlio César dos Santos ; Silvio Silvério da Silva ; Talita Ferreira Marques da Silva Fernandes ; Valdeir Arantes
• Assunto(s): Bagaço de cana-de-açúcar Biorrefinarias Nanocelulose Xilitol Fermentação
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: bagaço de cana-de-açúcar | biorrefinaria | melaço de cana-de-açúcar | nanocelulose | palha de cana-de-açúcar | xilitol | Fermentações

Resumo

Diferentes abordagens serão aplicadas para a melhoria da viabilidade técnica eeconômica do bioprocesso de produção de xilitol da mistura de bagaço e palha de cana-de-açúcar no contexto de uma biorrefinaria no setor sucroalcooleiro. Visa-se o incremento da capacidade da levedura Candida guilliermondii FTI 20037 de bioconversão da xilose na hemicelulose em xilitol, a partir da otimização de condições de cultivo e da engenharia da via metabólica. Estas abordagens são baseadas nos importantes progressos obtidos na EEL-USP empregando esta levedura e diferentes biomassas, principalmente o bagaço de cana, aliado à recente pesquisa (FAPESP No. 2013/27142-0) na qual a palha de cana foi o alvo de estudo. Serão estudados o fornecimento de oxigênio, concentrações iniciais de xilose, sacarose e inóculo, seguido pela avaliação da suplementação nutricional do hidrolisado com o melaço decana, em substituição à sacarose e como fonte adicional de compostos nitrogenados e minerais. Em relação à engenharia da via metabólica, C. guilliermondii FTI 20037 será transformada sequencialmente por atenuação da enzima xilitol desidrogenase, super expressão das enzimas xilose redutase, glucose-6-fosfato desidrogenase, 6-fosfogluconato desidrogenase e atenuação da fosfoglicoisomerase. A terceira abordagem corresponde à avaliação da viabilidade do aproveitamento da celulignina residual deste bioprocesso para a obtenção de nanocelulose, biomaterial de alto valor agregado com aplicações desde construção civil até medicina. Espera-se que os resultados deste projeto possam contribuir para a diversificação dos produtos do setor sucroalcooleiro criando oportunidades para o aproveitamento integral do bagaço e da palha de cana juntamente com o melaço, no conceito de biorrefinaria. (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)

HERNANDEZ-PEREZ, ANDRES FELIPE; DE ARRUDA, PRISCILA VAZ; SENE, LUCIANE; DA SILVA, SILVIO SILVERIO; CHANDEL, ANUJ KUMAR; DE ALMEIDA FELIPE, MARIA DAS GRACAS. Xylitol bioproduction: state-of-the-art, industrial paradigm shift, and opportunities for integrated biorefineries. CRITICAL REVIEWS IN BIOTECHNOLOGY, v. 39, n. 7, JULY 2019. (16/22179-0, 16/10636-8, 16/05971-2)

HERNANDEZ-PEREZ, ANDRES FELIPE; CHAVES-VILLAMIL, ALEJANDRA CAMILA; DE ARRUDA, PRISCILA VAZ; DOS SANTOS, JULIO CESAR; FELIPE, MARIA DAS GRACAS DE ALMEIDA. Sugarcane Syrup Improves Xylitol Bioproduction from Sugarcane Bagasse and Straw Hemicellulosic Hydrolysate. WASTE AND BIOMASS VALORIZATION, v. 11, n. 8, p. 4215-4224, AUG 2020. (16/22179-0, 16/05971-2)

HERNANDEZ-PEREZ, ANDRES FELIPE; ANTUNES, FELIPE ANTONIO F.; DOS SANTOS, JULIO CESAR; DA SILVA, SILVIO SILVERIO; FELIPE, MARIA DAS GRACAS DE ALMEIDA. Valorization of the sugarcane bagasse and straw hemicellulosic hydrolysate through xylitol bioproduction: effect of oxygen availability and sucrose supplementation as key factors. BIOMASS CONVERSION AND BIOREFINERY, SEP 2020. (16/22179-0)