Produção biotecnológica de xilitol a partir da mistura de bagaço e palha de cana-de-açúcar com aproveitamento do melaço: otimização das condições de cultivo e engenharia da via metabólica

• Processo: 16/05971-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2016
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2019
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Microbiologia - Microbiologia Aplicada
• Pesquisador responsável: Maria das Graças de Almeida Felipe
• Beneficiário: Andrés Felipe Hernández Pérez
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de Lorena (EEL). Universidade de São Paulo (USP). Lorena , SP, Brasil
• Assunto(s): Engenharia metabólica Hidrolisado hemicelulósico Xilitol
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Bagaço e palha de cana-de-açúcar | biorrefinaria | Engenharia metabólica | Hidrolisado hemicelulósico | melaço de cana-de-açúcar | xilitol | Microbiologia industrial e de fermentação

Resumo

Este projeto propõe o desenvolvimento de um processo biotecnológico quanto à produção de xilitol baseada no aproveitamento de bagaço, palha e melaço de cana-de-açúcar, visando à integração deste bioprocesso com o do setor sucroalcooleiro no contexto de uma biorrefinaria. Serão utilizados os importantes progressos obtidos na Escola de Engenharia de Lorena - USP quanto à produção de xilitol a partir de diferentes biomassas lignocelulósicas, principalmente com o bagaço de cana e a levedura Candida guilliermondii FTI 20037. Recentemente resultados de pesquisas com apoio da FAPESP (processo 2013/27142-0) revelaram o efeito benéfico da sacarose na produção de xilitol em hidrolisado hemicelulósico de palha de cana, o que impulsionou a continuidade das investigações nesta temática. Para tanto, este projeto contempla a utilização do bagaço, palha e melaço de cana a partir do estudo da otimização das condições de cultivo e a engenharia da via metabólica para obtenção de aumentos concomitantes nos valores de eficiência de bioconversão de xilose em xilitol e produtividade volumétrica de xilitol empregando C. guilliermondii FTI 20037. Serão estudados os parâmetros fornecimento de oxigênio, concentrações iniciais de xilose, sacarose e inóculo, seguido pela avaliação da suplementação nutricional do hidrolisado com o melaço de cana, em substituição da sacarose e como fonte adicional de compostos nitrogenados e minerais. Em relação à engenharia da via metabólica, C. guilliermondii FTI 20037 será transformada sequencialmente por atenuação da enzima Xilitol Desidrogenase, super expressão das enzimas Xilose Redutase, Glucose-6-Fosfato Desidrogenase, 6-Fosfogluconato Desidrogenase e atenuação da Fosfoglicoisomerase, com vistas ao favorecimento da redução de xilose em xilitol, do acúmulo deste poliol e da regeneração de NADPH no hidrolisado hemicelulósico da mistura de bagaço e palha de cana suplementado com melaço. Espera-se com os resultados deste projeto contribuir com avanços científicos para a diversificação dos produtos do setor sucroalcooleiro para fins de aproveitamento do bagaço e da palha de cana com a incorporação do melaço no meio de fermentação, tendo o xilitol como bioproduto de alto valor no contexto de biorrefinaria. (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)

HERNANDEZ-PEREZ, ANDRES FELIPE; CHAVES-VILLAMIL, ALEJANDRA CAMILA; DE ARRUDA, PRISCILA VAZ; DOS SANTOS, JULIO CESAR; FELIPE, MARIA DAS GRACAS DE ALMEIDA. Sugarcane Syrup Improves Xylitol Bioproduction from Sugarcane Bagasse and Straw Hemicellulosic Hydrolysate. WASTE AND BIOMASS VALORIZATION, v. 11, n. 8, p. 4215-4224, AUG 2020. (16/22179-0, 16/05971-2)

HERNANDEZ-PEREZ, ANDRES FELIPE; DE ARRUDA, PRISCILA VAZ; SENE, LUCIANE; DA SILVA, SILVIO SILVERIO; CHANDEL, ANUJ KUMAR; DE ALMEIDA FELIPE, MARIA DAS GRACAS. Xylitol bioproduction: state-of-the-art, industrial paradigm shift, and opportunities for integrated biorefineries. CRITICAL REVIEWS IN BIOTECHNOLOGY, v. 39, n. 7, JULY 2019. (16/22179-0, 16/10636-8, 16/05971-2)

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

PÉREZ, Andrés Felipe Hernández. Produção biotecnológica de xilitol a partir da mistura de bagaço e palha de cana-de-açúcar com aproveitamento do melaço: Otimização das condições de cultivo e engenharia da via metabólica. 2019. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo (USP). Escola de Engenharia de Lorena (EEL/ASDI) Lorena.