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Aproveitamento de resíduos agroindustriais lignocelulósicos para produção de oligossacarídeos visando a obtenção de agente prebiótico para a saúde humana

Processo: 17/24503-2
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de janeiro de 2019
Vigência (Término): 28 de fevereiro de 2021
Área do conhecimento:Ciências Agrárias - Ciência e Tecnologia de Alimentos - Engenharia de Alimentos
Pesquisador responsável:Rosana Goldbeck
Beneficiário:Patricia Felix Avila
Instituição-sede: Faculdade de Engenharia de Alimentos (FEA). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:15/50612-8 - An integrated approach to explore a novel paradigm for biofuel production from lignocellulosic feedstocks, AP.TEM
Assunto(s):Biotecnologia   Hidrólise enzimática   Resíduos agroindustriais   Oligossacarídeos   Prebióticos   Biomassa lignocelulósica   Bioensaio   Saúde

Resumo

Os materiais lignocelulósicos representam uma fonte de matéria prima sub-explorada em processos biotecnológicos, visto que um grande excedente de resíduos a partir do processamento industrial de matérias primas agrícolas são gerados anualmente. Desta forma a produção de Xilo-Oligossacarídeos (XOs) a partir da hidrólise enzimática da xilana presente na hemicelulose proveniente destes resíduos, bem como de Celo-Oligossacarídeos (CELOs) a partir da celulose apresenta uma alternativa inteligente e sustentável para valorização dos mesmos, bem como na produção de insumos de interesse industrial com alto valor agregado. Os Xilo-Oligossacarídeos (XOs) se destacam por apresentarem atividades prebióticas que favorecem uma melhora nas funções intestinais, ação imunológica, antimicrobiana e outros benefícios à saúde. Neste sentido a presente proposta tem como objetivo produzir oligossacarídeos (XOs e CELOs) com potencial prebiótico a partir da hidrólise enzimática da palha de cana-de-açúcar. Em uma primeira etapa será realizado um planejamento experimental do tipo DCCR (composto, central e rotacional) de modo a selecionar e otimizar as concentrações ideais das enzimas na liberação de XOs e CELOs com grau de polimerização (GP) de 2 a 6. Otimizada a produção de oligossacarídeos, estes serão purificados utilizando um sistema tangencial com membranas de nanofiltração almejando a separação de monossacarídeos e compostos inibidores presentes. Após a etapa de purificação será investigado o potencial prebiótico dos oligossacarídeos obtidos através da realização de testes de digestibilidade "in vitro" e fermentação "in vitro" com bactérias probióticas do gênero Lactobacillus e Bifidobactérium. Por fim serão realizados testes "in vivo" através da inserção dos oligossacarídeos produzidos em uma dieta previamente padronizada em ratos em fase de crescimento. Através dos ensaios biológicos pretendemos determinar o potencial anti-oxidante dos oligossacarídeos produzidos nas células teciduais dos órgãos (intestino, pâncreas fígado e baço), bem como o crescimento de bactérias probióticas do gênero Lactobacillus e Bifidobactérium no material cecal lumial. Paralelamente serão quantificados os ácidos graxos de cadeia curta produzidos durante o crescimento, para que possamos de fato comprovar o poder prébiótico dos XOs e CELOs obtidos. É importante salientar que este projeto tem caráter inovador, pois visa não apenas a produção de bioprodutos de alto valor agregado a partir de resíduos agroindustriais lignocelulósicos, mas visa também avaliar o potencial prebiótico dos oligos produzidos para a saúde humana, através de ensaios "in vitro" e "in vivo". Além disso pouco é abordado na literatura quanto ao potencial prebiótico de celo-oligossacarídeos. Assim espera-se ao final do projeto que os oligos produzidos a partir da palha de cana-de-açúcar apresentem grande contribuição na saúde humana para que assim possam de fato ter aplicação industrial como ingredientes funcionais em produtos alimentícios. Também gostaríamos de mencionar que este projeto está diretamente integrado ao projeto temático FAPESP-BBSRC (2015/50612-8) intitulado "An integrated approach to explore a novel paradigm for biofuel production from lignocellulosic feedstocks", no qual nossos objetivos (produção e purificação de oligossacarídeos a partir de resíduos agroindustriais lignocelulósicos) contribuirão muito para o desenvolvimento do projeto temático acima mencionado, no qual estamos inseridos. (AU)