Estudo da ação de endoglucanases no preparo de celulose nanocristalina

• Processo: 15/00397-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2015
• Data de Término da vigência: 05 de março de 2017
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Enzimologia
• Acordo de Cooperação: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
• Pesquisador responsável: Valdeir Arantes
• Beneficiário: Germano Andrade Siqueira
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de Lorena (EEL). Universidade de São Paulo (USP). Lorena , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 15/02862-5 - NANOCEL - desenvolvimento de preparos enzimáticos para o preparo de nanoceluloses por um processo biohídrido, AP.BIOEN.JP
• Assunto(s): Hidrólise enzimática Materiais nanoestruturados Celulose Conversão de biomassa
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Celulose nanocristalina | endoglucanases | Hidrólise enzimática | nanocelulose | Produção enzimática de celulose nanocristalina | whiskers de celulose | Enzimas em conversão de biomassa

Resumo

A celulose nanocristalina (CNC) é um nanomaterial que apresenta diversas aplicações, abrangendo desde a construção civil ao setor farmacêutico, e ainda com muitas potenciais aplicações em desenvolvimento. Atualmente, o processo de produção de CNC envolve a hidrólise da polpa celulósica (proveniente principalmente do processamento kraft, seguido do branqueamento) com ácido sulfúrico concentrado (aproximadamente 65%). Esse processo é pouco eficiente (rendimento aproximado de 30%) e ambientalmente agressivo, uma vez que grandes volumes de água são necessários para remover o ácido residual da CNC. Este projeto tem como objetivo utilizar a seletividade das endoglucanases, que hidrolisam principalmente as regiões amorfas da celulose, para desenvolver um processo inovador de produção de CNC, mais eficiente e ambientalmente amigável. Serão testadas endoglucanases de quatro famílias, com diferentes especificidades para hidrolisar a polpa celulósica, além de sua ação sinérgica com celobiohidrolases. Paralelamente, o processo convencional de produção de CNC será conduzido, como controle. Além desses dois processos, um processo intermediário, envolvendo hidrólise enzimática seguida da hidrólise ácida mais amena será realizado. Os três processos (ácido; enzimático; enzimático + ácido) serão comparados quanto ao rendimento de produção de CNC, volume de água necessário na lavagem, bem como quanto às propriedades morfológicas e físico-químicas dos nanocristais formados. Espera-se que ao final do projeto tenham sido determinadas as características de endoglucanases que se adequem ao processo de produção de CNC, de forma eficiente e mais ambientalmente amigável. (AU)

Publicações científicas

(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)

SIQUEIRA, GERMANO A.; DIAS, ISABELLA K. R.; ARANTES, VALDEIR. Exploring the action of endoglucanases on bleached eucalyptus kraft pulp as potential catalyst for isolation of cellulose nanocrystals. International Journal of Biological Macromolecules, v. 133, p. 1249-1259, JUL 15 2019. (15/02862-5, 15/00397-3)

DIAS, ISABELLA KAROLINE RIBEIRO; SIQUEIRA, GERMANO ANDRADE; ARANTES, VALDEIR. Xylanase increases the selectivity of the enzymatic hydrolysis with endoglucanase to produce cellulose nanocrystals with improved properties. International Journal of Biological Macromolecules, v. 220, p. 12-pg., 2022-08-23. (15/00397-3, 15/02862-5)