Avaliação da influência do pré-tratamento com ozônio na sacarificação do bagaço de cana-de-açúcar pelo extrato enzimático produzido por um fungo termofílico recém isolado

• Processo: 12/20403-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Mestrado
• Data de Início da vigência: 10 de janeiro de 2013
• Data de Término da vigência: 09 de julho de 2013
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Microbiologia - Microbiologia Aplicada
• Pesquisador responsável: Daniela Alonso Bocchini
• Beneficiário: Josiani de Cassia Pereira
• Supervisor: Silvia Bolado Rodríguez
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Araraquara. Araraquara , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Universidad de Valladolid (UVa), Espanha
• Vinculado à bolsa: 11/12794-6 - Isolamento e seleção de fungos filamentosos termofílicos/termotolerantes produtores de celulases e xilanases e aplicação dos extratos enzimáticos na sacarificação do bagaço de cana-de-açúcar, BP.MS
• Assunto(s): Sacarificação Cana-de-açúcar Bagaços Celulase
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: cellulases | enzymatic saccharification | ozone pretreatment | Sugarcane bagasse | thermophilic fungus | Enzimas microbianas

Resumo

Celulases microbianas são enzimas que apresentam potencial para aplicação em diversos processos biotecnológicos, destacando-se nos últimos anos a sacarificação enzimática do bagaço de cana-de-açúcar para obtenção de etanol de segunda geração. Os fungos filamentosos são os micro-organismos que mais se destacam na produção destas enzimas, especialmente por fermentação em estado sólido (FES), um processo vantajoso do ponto de vista da disponibilidade e do baixo custo dos substratos utilizados, bem como pelos altos rendimentos obtidos. Os fungos termofílicos despertam especial interesse neste contexto, pois se adaptam melhor aos possíveis aumentos de temperatura durante o processo de FES, principalmente em larga escala. Além disso, geralmente produzem enzimas mais ativas e estáveis sob altas temperaturas, características desejáveis para várias aplicações biotecnológicas e/ou industriais, incluindo a sacarificação de materiais lignocelulósicos como o bagaço de cana-de-açúcar. Devido à recalcitrância do bagaço, pré-tratamentos químicos, físicos e/ou biológicos tem sido propostos, com o intuito de se facilitar o acesso das celulases aos seus substratos e obter maiores rendimentos na sacarificação enzimática. Dado o exposto, o presente projeto propõe a utilização do ozônio como pré-tratamento do bagaço de cana e a sacarificação do bagaço in natura e pré-tratado utilizando-se o extrato enzimático produzido pelo isolado fúngico termofílico JCP 1-4. Este fungo foi selecionado, entre os 26 isolados obtidos pela candidata à Bolsa BEPE durante o desenvolvimento de seu Projeto de Mestrado, por ser um bom produtor das enzimas do complexo celulolíticos e será identificado nos próximos meses, contando com parceria previamente estabelecida com o Prof. Dr. André Rodrigues, do Depto de Bioquímica e Microbiologia - IB/UNESP, Campus de Rio Claro. Os experimentos referentes à presente proposta serão realizados junto ao Grupo de Tecnología en Procesos Químicos y Bioquímicos, do Departamento de Ingeniería Química y Tecnología del Medio Ambiente da Universidad de Valladolid - Espanha, sob a orientação da Profa. Dra. Silvia Bolado. Esse Grupo de Pesquisa obteve resultados muito promissores com a tecnologia de pré-tratamento por ozonólise seguida de sacarificação por celulases comerciais, trabalhando com palha de trigo, cevada e bagaço de cana, e tem interesse em explorar a utilização de enzimas obtidas a partir de fungos recém isolados, como forma de baratear o processo e se comparar os rendimentos. Bagaços in natura e pré-tratado serão caracterizados quimicamente (celulose, hemicelulose, lignina ácida solúvel e lignina ácida insolúvel), a fim de se avaliar a efetividade do pré-tratamento, relacionar as modificações químicas composicionais com os rendimentos, avaliar o possível ataque do pré-tratamento aos carboidratos e avaliar a formação de inibidores de fermentação no hidrolisado. (AU)