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

Processo: 11/00209-1
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
Vigência (Início): 01 de fevereiro de 2011
Vigência (Término): 31 de março de 2012
Área do 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):Poli-hidroxialcanoatos   Biorrefinarias   Bagaços   Biotecnologia   Polímeros biodegradáveis

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.