Biomassa lignocelulósica da gramínea forrageira Panicum maximum Jacq. produzida em condições simuladas de clima futuro: potencial fonte de açúcares fermentescíveis para bioenergia

• Processo: 17/23989-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Vigência (Início): 01 de junho de 2018
• Vigência (Término): 30 de novembro de 2021
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Bioquímica de Microorganismos
• Pesquisador responsável: Maria de Lourdes Teixeira de Moraes Polizeli
• Beneficiário: Emanuelle Neiverth de Freitas
• Instituição Sede: Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 19/07141-5 - Formulação de um coquetel enzimático sinérgico otimizado com enzimas acessórias para melhorar o desempenho hidrolítico do Panicum maximum Jacq., BE.EP.DR
• Assunto(s): Biomassa lignocelulósica Panicum maximum Bioenergia Aquecimento global Mudança climática
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: aquecimento global | bioenergia | biomassa lignocelulósica | elevada concentração de CO2 | Mudanças Climáticas | Panicum maximum | Bioquímica de Microrganismos

Resumo

O esgotamento de combustíveis fósseis e a poluição gerada por eles, como a emissão de gases do efeito estufa tem estimulado a busca por fontes alternativas e renováveis de energia. A biomassa produzida por gramíneas de crescimento rápido como o gênero Panicum, comumente utilizadas como forrageiras, podem ser importantes fontes para produção de energia limpa, porém é necessário estimar o seu potencial de produção de biomassa em situações simuladas de clima futuro. A biomassa lignocelulósica é composta principalmente por celulose, hemicelulose e lignina, e portanto, é necessário a ação conjunta de muitas enzimas para a produção de açucares fermentescíveis. Entretanto, a lignina se apresenta como uma barreira para ação das enzimas celulolíticas, fazendo com que seja necessário que o material passe por um processo de pré-tratamento, a fim de aumentar a acessibilidade das enzimas sobre a porção celulósica da biomassa. Muitos métodos de pré-tratamento estão disponíveis, contudo o pré-tratamento biológico parece ser o mais promissor, uma vez que não gera compostos inibitórios da fermentação e por ser uma metodologia considerada ecológica. O presente trabalho tem como objetivo avaliar o potencial da gramínea Panicum maximum Jacq. variedade Mombaça como fonte alternativa para bioenergia, após serem submetidas ao tratamento de elevada temperatura (+2°C) e elevada concentração de CO2 (600ppm), simulando condições climáticas futuras. Serão estudadas diferentes enzimas lignocelulolíticas de origem fúngica, visando o desenvolvimento de um consórcio enzimático com potencial de aplicação industrial ou que poderão ser utilizadas em pré-tratamentos biológicos, a fim de aumentar o rendimento da hidrólise. Para avaliar as características morfológicas e químicas da biomassa (celulose, hemicelulose e lignina) antes e após o pré-tratamento será utilizado um Espectrofotômetro infravermelho com Transformada de Fourrier (FTIR), Microscópio Eletrônico de Varredura, Difração de Raio X e análise da composição química. Dependendo da aprovação do projeto poderá ser realizada no exterior uma extensão do plano de pesquisa sob supervisão do Professor Dr. Leonardo Gomez da Universidade de York, visando aumentar o rendimento do processo por estudos de digestibilidade e parede celular.

Publicações científicas

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(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)

DE FREITAS, EMANUELLE N.; KHATRI, VINAY; CONTIN, DANIELE R.; DE OLIVEIRA, TASSIO B.; CONTATO, ALEX G.; PERALTA, ROSANE M.; DOS SANTOS, WANDERLEY D.; MARTINEZ, CARLOS A.; SADDLER, JACK N.; POLIZELI, MARIA DE LOURDES T. M.. limate change affects cell-wall structure and hydrolytic performance of a perennial grass as an energy cro. BIOFUELS BIOPRODUCTS & BIOREFINING-BIOFPR, v. 16, n. 2, NOV 2021. (08/58075-8, 08/57908-6, 17/23989-9, 19/07141-5, 18/07522-6)

DE FREITAS, EMANUELLE N.; KHATRI, VINAY; WU, JIE; TAKADA, MASATSUGU; SCARCELLA, ANA SILVIA DE A.; MARTINEZ, CARLOS ALBERTO; SADDLER, JACK N.; POLIZELI, MARIA DE LOURDES T. M.. Structural and compositional changes induced by hydrothermal and organosolv pretreatments impacts enzymatic hydrolysis of a tropical forage grass grown under future climate conditions. INDUSTRIAL CROPS AND PRODUCTS, v. 171, NOV 1 2021. (17/23989-9, 18/07522-6, 19/07141-5, 08/57908-6, 08/58075-8)

DE FREITAS, EMANUELLE NEIVERTH; ALNOCH, ROBSON CARLOS; CONTATO, ALEX GRACA; NOGUEIRA, V, KAROLINE MARIA; CREVELIN, EDUARDO JOSE; BERALDO DE MORAES, LUIZ ALBERTO; SILVA, ROBERTO NASCIMENTO; MARTINEZ, CARLOS ALBERTO; POLIZELI, MARIA DE LOURDES T. M.. Enzymatic Pretreatment with Laccases from Lentinus sajor-caju Induces Structural Modification in Lignin and Enhances the Digestibility of Tropical Forage Grass (Panicum maximum) Grown under Future Climate Conditions. INTERNATIONAL JOURNAL OF MOLECULAR SCIENCES, v. 22, n. 17, SEP 2021. (18/07522-6, 19/07141-5, 08/57908-6, 17/23989-9, 08/58075-8, 20/00081-4)

CONTATO, ALEX GRACA; VICI, ANA CLAUDIA; PINHEIRO, VANESSA ELISA; DE OLIVEIRA, TASSIO BRITO; DE FREITAS, EMANUELLE NEIVERTH; ARANHA, GUILHERME MAURO; APARECIDO VALVASSORA JUNIOR, ALMIR LUIZ; VARGAS RECHIA, CAREM GLEDES; BUCKERIDGE, MARCOS SILVEIRA; TEIXEIRA DE MORAES POLIZELI, MARIA DE LOURDES. Comparison of Trichoderma longibrachiatum Xyloglucanase Production Using Tamarind (Tamarindus indica) and Jatoba (Hymenaea courbaril) Seeds: Factorial Design and Immobilization on Ionic Supports. FERMENTATION-BASEL, v. 8, n. 10, p. 12-pg., 2022-10-01. (14/50884-5, 17/25862-6, 18/07522-6, 17/09000-4, 17/23989-9)

CONTATO, ALEX GRACA; DE OLIVEIRA, TASSIO BRITO; ARANHA, GUILHERME MAURO; DE FREITAS, EMANUELLE NEIVERTH; VICI, ANA CLAUDIA; VIEIRA NOGUEIRA, KAROLINE MARIA; DE LUCAS, ROSYMAR COUTINHO; DE ALMEIDA SCARCELLA, ANA SILVIA; BUCKERIDGE, MARCOS SILVEIRA; SILVA, ROBERTO NASCIMENTO; et al. Prospection of Fungal Lignocellulolytic Enzymes Produced from Jatoba (Hymenaea courbaril) and Tamarind (Tamarindus indica) Seeds: Scaling for Bioreactor and Saccharification Profile of Sugarcane Bagasse. MICROORGANISMS, v. 9, n. 3, MAR 2021. (14/50884-5, 18/25898-3, 17/23989-9, 18/07522-6, 17/09000-4, 17/25862-6, 08/57908-6)

Publicações acadêmicas

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

FREITAS, Emanuelle Neiverth de. Biomassa lignocelulósica da gramínea forrageira Panicum maximum Jacq produzida em condições simuladas de clima futuro: potencial fonte de açúcares fermentescíveis para bioenergia. 2021. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo (USP). Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto (PCARP/BC) Ribeirão Preto.