Autohidrólise do bagaço de cana-de-açúcar e síntese de polímeros biodegradáveis por bactérias degradadoras de xilana

• Processo: 11/00209-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2011
• Data de Término da vigência: 31 de março de 2012
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Microbiologia - Microbiologia Aplicada
• Pesquisador responsável: Mateus Schreiner Garcez Lopes
• Beneficiário: Marianna Nogueira Limas
• Instituição Sede: Instituto de Ciências Biomédicas (ICB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Biotecnologia Biorrefinarias Bagaço de cana-de-açúcar Poli-hidroxialcanoatos Polímeros biodegradáveis Hidrólise Degradação de biomassa
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: autohidrólise | Bagaço | biorrefinaria | Polihidroxialcanoatos | Polímeros Biodegradáveis | xilana | Biotecnologia

Resumo

Nas últimas décadas, tem crescido a necessidade de desenvolvimento de alternativas aos derivados de petróleo - visando à redução da emissão de gases causadores de efeito estufa. Neste sentido, os polihidroxialcanoatos (PHAs), sintetizados por muitas bactérias a partir de fontes renováveis, podem originar plásticos biodegradáveis e biocompatíveis. Porém, um dos desafios atuais da produção dos PHAs está relacionado com a redução dos custos em relação aos seus congêneres petroquímicos. Mesmo com a produção de PHAs integrada a um sistema eficiente de produção de açúcar, o custo da matéria-prima (sacarose) ainda é o mais representativo, cerca de 29%. Neste cenário, o bagaço de cana-de-açúcar é um resíduo de baixo custo gerado em grande quantidade pela indústria sucroalcooleira que pode ser utilizado, após um processo de hidrólise, como fonte de energia e carbono por bactérias produtoras de PHAs. Visando à hidrólise do bagaço, na auto-hidrólise (ou hidrólise por água quente) há pouca formação de compostos inibitórios para o crescimento celular e produção de PHAs em comparação com processos catalisados por ácidos. Além disso, não há uso de compostos químicos que ocasionam depreciação do equipamento de hidrólise. Porém, o hidrolisado por água quente contém maior quantidade de xilana e xilo-oligômeros parcialmente hidrolisados que podem ser liberados pela ação de enzimas bacterianas xilanolíticas. Dessa maneira, para a degradação da xilana (o segundo polissacarídeo mais abundante na natureza, somando um terço de toda a matéria orgânica renovável), é requerido um complexo enzimático, sendo as endo-1,4-²-xilanases e ²-D-Xilosidases os componentes mais estudados. Os objetivos deste projeto incluem: (I) selecionar e caracterizar as linhagens bacterianas degradadoras de xilana e produtoras de PHAs; (II) caracterizar e clonar os genes responsáveis pela codificação das enzimas necessárias para degradação da xilana, (III) caracterizar os procedimentos de auto-hidrólise e, finalmente, (IV) utilizar hidrolisados hemicelulósicos catalisados com água quente na produção de PHAs. (AU)