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Caracterização de frações de lignina extraídas do bagaço de cana-de-açúcar com propriedades antioxidantes

Processo: 13/03061-0
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de julho de 2013
Vigência (Término): 30 de junho de 2017
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Bioquímica
Pesquisador responsável:Fábio Márcio Squina
Beneficiário:Lívia Beatriz Brenelli de Paiva
Instituição-sede: Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações (Brasil). Campinas , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:08/58037-9 - Geração de biblioteca para conversão enzimática de biomassa a partir de metagenoma do solo, AP.BIOEN.JP
Bolsa(s) vinculada(s):15/07008-2 - Compreender a complexidade estrutural da lignina de bagaço de cana-de-açúcar e o impacto sobre a capacidade antioxidante e conversão bioquímica em produtos de valor agregado, BE.EP.DR
Assunto(s):Biocombustíveis   Lignina   Antioxidantes

Resumo

Os antioxidantes são moléculas capazes de inibir as reações de oxidação que podem resultar na deterioração de alimentos, de bens oxidáveis e de células do organismo. Desta forma, a inibição das reações de oxidação é de grande interesse em vários setores industriais, tais como de alimentos, farmacêutico, petroquímico, químico e os relacionados à saúde humana. Os polifenóis, substâncias com capacidade antioxidante similar aos antioxidantes sintéticos empregado nas indústrias atualmente, vêm sendo amplamente estudados nos últimos anos em vista da possibilidade de obtenção desses insumos através de subprodutos agroindustriais. O bagaço de cana, subproduto da obtenção de etanol de primeira geração, é um resíduo lignocelulósico com alta disponibilidade no Brasil, que pode ser empregado no processo de obtenção do etanol de segunda geração e outros insumos de alto valor agregado. Devido à natureza recalcitrante da biomassa lignocelulósica é necessário um prévio fracionamento, através de pré-tratamento, para promover a remoção da lignina e disponibilizar a hemicelulose e a celulose para as etapas subsequentes de hidrólise enzimática. A lignina é uma macromolécula amorfa formada por unidades de fenilpropano e representa de 20% a 30% do total do material lignocelulósico. A sua fragmentação gera compostos fenólicos e polímeros com diferentes propriedades e funcionalidades com alta aplicabilidade em diversos setores industriais. Considerando a tendência mundial na substituição de derivados provenientes de fontes não renováveis por fontes renováveis, a utilização de antioxidantes derivados de lignina surge como uma linha de pesquisa promissora. Neste presente projeto, apresentamos resultados preliminares que demonstram o potencial antioxidante dos fragmentos de lignina, extraída do bagaço de cana. Desta forma, o presente projeto tem como objetivo avaliar as propriedades antioxidantes contra espécies reativas de oxigênio (ROS) e de nitrogênio (RNS) dos compostos fenólicos presentes em frações de lignina obtidas do bagaço de cana visando à aplicação industrial. O projeto engloba a fragmentação de lignina via rota química e enzimática, a separação dos fragmentos de lignina através de extrações com solventes orgânicos; a caracterização das frações obtidas através de espectrometria de massas, espectroscopia no infravermelho e de ressonância magnética nuclear. A composição das frações será correlacionada com capacidade antioxidante contra ROS e RNS dos fragmentos de lignina através de análise estatística multivariada, e também propomos neste projeto o preparo de uma emulsão base não-iônica das frações com maior potencial antioxidante. Este projeto será desenvolvido no Laboratório Nacional de Ciência e Tecnologia do Bioetanol (CTBE) em parceria com o Departamento de Ciência de Alimentos da Faculdade de Engenharia de Alimentos da Universidade Estadual de Campinas. (AU)

Publicações científicas (6)
(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)
BRENELLI, LIVIA B.; PERSINOTI, GABRIELA F.; FRANCO CAIRO, JOAO PAULO L.; LIBERATO, MARCELO V.; GONCALVES, THIAGO AUGUSTO; OTERO, IGOR V. R.; MAINARDI, PEDRO H.; FELBY, CLAUS; SETTE, LARA D.; SQUINA, FABIO M. Novel redox-active enzymes for ligninolytic applications revealed from multiomics analyses of Peniophora sp. CBMAI 1063, a laccase hyper-producer strain. SCIENTIFIC REPORTS, v. 9, NOV 26 2019. Citações Web of Science: 0.
MAINARDI, PEDRO H.; FEITOSA, VALKER A.; BRENELLI DE PAIVA, LIVIA B.; BONUGLI-SANTOS, RAFAELLA C.; SQUINA, FABIO M.; PESSOA, JR., ADALBERTO; SETTE, LARA D. Laccase production in bioreactor scale under saline condition by the marine-derived basidiomycete Peniophora sp CBMAI 1063. FUNGAL BIOLOGY, v. 122, n. 5, p. 302-309, MAY 2018. Citações Web of Science: 8.
MORAES, EDUARDO C.; ALVAREZ, THABATA M.; PERSINOTI, GABRIELA F.; TOMAZETTO, GEIZECLER; BRENELLI, LIVIA B.; PAIXAO, DOUGLAS A. A.; EMATSU, GABRIELA C.; ARICETTI, JULIANA A.; CALDANA, CAMILA; DIXON, NEIL; BUGG, TIMOTHY D. H.; SQUINA, FABIO M. Lignolytic-consortium omics analyses reveal novel genomes and pathways involved in lignin modification and valorization. BIOTECHNOLOGY FOR BIOFUELS, v. 11, MAR 22 2018. Citações Web of Science: 8.
FRANCO CAIRO, JOAO P. L.; CARAZZOLLE, MARCELO F.; LEONARDO, FLAVIA C.; MOFATTO, LUCIANA S.; BRENELLI, LIVIA B.; GONCALVES, THIAGO A.; UCHIMA, CRISTIANE A.; DOMINGUES, ROMANIA R.; ALVAREZ, THABATA M.; TRAMONTINA, ROBSON; VIDAL, RAMON O.; COSTA, FERNANDO F.; COSTA-LEONARDO, ANA M.; PAES LEME, ADRIANA F.; PEREIRA, GONCALO A. G.; SQUINA, FABIO M. Expanding the Knowledge on Lignocellulolytic and Redox Enzymes of Worker and Soldier Castes from the Lower Termite Coptotermes gestroi. FRONTIERS IN MICROBIOLOGY, v. 7, OCT 13 2016. Citações Web of Science: 8.
BRENELLI, LIVIA BEATRIZ; MANDELLI, FERNANDA; MERCADANTE, ADRIANA ZERLOTTI; DE MORAES ROCHA, GEORGE JACKSON; ROCCO, SILVANA APARECIDA; CRAIEVICH, ALDO FELIX; GONCALVES, ADILSON ROBERTO; CENTENO, DANILO DA CRUZ; DE OLIVEIRA NETO, MARIO; SQUINA, FABIO MARCIO. Acidification treatment of lignin from sugarcane bagasse results in fractions of reduced polydispersity and high free-radical scavenging capacity. INDUSTRIAL CROPS AND PRODUCTS, v. 83, p. 94-103, MAY 2016. Citações Web of Science: 13.
MANDELLI, F.; BRENELLI, L. B.; ALMEIDA, R. F.; GOLDBECK, R.; WOLF, L. D.; HOFFMAM, Z. B.; RULLER, R.; ROCHA, G. J. M.; MERCADANTE, A. Z.; SQUINA, F. M. Simultaneous production of xylooligosaccharides and antioxidant compounds from sugarcane bagasse via enzymatic hydrolysis. INDUSTRIAL CROPS AND PRODUCTS, v. 52, p. 770-775, JAN 2014. Citações Web of Science: 28.
Publicações acadêmicas
(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)
PAIVA, Lívia Beatriz Brenelli de. Application of chemical and biological approaches for lignin valorization = Aplicação de abordagens químicas e biológicas para valorização da lignina. 2017. Tese de Doutorado - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia.

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