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

• Processo: 13/03061-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2013
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2017
• Área de 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 e Inovação (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
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biocombustíveis | Biomassa vegetal | Biorefinaria | capacidade antioxidante | enzimas | Lignina | Conversão da Biomassa Vegetal

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

(8)

(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)

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. (13/03061-0, 08/58037-9, 11/14200-6, 12/18859-5)

TRAMONTINA, ROBSON; BRENELLI, LIVIA BEATRIZ; SOUSA, AMANDA; ALVES, RAFAEL; ZETTY ARENAS, ANA MARIA; NASCIMENTO, VIVIANE MARCOS; RABELO, SARITA CANDIDA; FREITAS, SINDELIA; RULLER, ROBERTO; SQUINA, FABIO MARCIO. Designing a cocktail containing redox enzymes to improve hemicellulosic hydrolysate fermentability by microorganisms. Enzyme and Microbial Technology, v. 135, APR 2020. (15/50590-4, 13/03061-0, 17/15477-8, 15/26982-0, 16/07926-4)

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; et al. Lignolytic-consortium omics analyses reveal novel genomes and pathways involved in lignin modification and valorization. BIOTECHNOLOGY FOR BIOFUELS, v. 11, MAR 22 2018. (13/03061-0, 14/26152-4, 15/50590-4, 15/23279-6)

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. (13/03061-0, 13/19486-0, 15/07008-2, 14/04105-4, 16/09950-0, 15/06971-3, 15/50590-4, 17/16089-1)

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. (14/06923-6, 13/12505-0, 13/03061-0, 16/07957-7, 13/19486-0)

BRENELLI, LIVIA BEATRIZ; MARIUTTI, LILIAN REGINA BARROS; PORTUGAL, RODRIGO VILLARES; DE FARIAS, MARCELO ALEXANDRE; BRAGAGNOLO, NEURA; MERCADANTE, ADRIANA ZERLOTTI; FRANCO, TELMA TEIXEIRA; RABELO, SARITA CANDIDA; SQUINA, FABIO MARCIO. odified lignin from sugarcane bagasse as an emulsifier in oil-in-water nanoemulsion. INDUSTRIAL CROPS AND PRODUCTS, v. 167, SEP 1 2021. (13/03061-0, 20/05784-3, 15/50612-8, 15/50590-4)

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; et al. 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. (15/06971-3, 06/59086-8, 14/20576-7, 14/50371-8, 12/19040-0, 14/10351-8, 11/20977-3, 13/03061-0, 10/11469-1, 08/50114-4, 08/58037-9)

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. (13/03061-0, 14/50371-8)

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. 2017. Tese de Doutorado - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Biologia Campinas, SP.