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Influência da sacarificação do bagaço de cana-de-açúcar por lacase na produção fermentativa de biocombustíveis

Processo: 18/26470-7
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de junho de 2019
Vigência (Término): 31 de maio de 2021
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Sanitária - Tratamentos de Águas de Abastecimento e Residuárias
Pesquisador responsável:Maria Bernadete Amâncio Varesche
Beneficiário:Camila Abreu Borges da Silva Rabelo
Instituição-sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:15/06246-7 - Aplicação do conceito de biorrefinaria a estações de tratamento biológico de águas residuárias: o controle da poluição ambiental aliado à recuperação de matéria e energia, AP.TEM
Assunto(s):Biocombustíveis   Hidrólise enzimática   Sacarificação   Bagaço de cana-de-açúcar   Lacase   Fermentação   Hidrogenase   Reação em cadeia da polimerase via transcriptase reversa quantitativa (qRT-PCR)

Resumo

A partir da execução deste projeto, buscar-se-á aplicar duas técnicas diferenciais para análise da bioconversão do Bagaço de Cana-de-Açúcar (BCA) em hidrogênio, metano e ácidos orgânicos. A primeira técnica será a aplicação da enzima lacase para a sacarificação do BCA e, a segunda, será a quantificação gênica da hidrogenase pela técnica de reação em cadeia da polimerase em tempo real (qPCR) e expressão gênica desta enzima por transcrição reversa seguida de qPCR (RT-qPCR) durante a bioconversão do BCA por cultura pura. Para tanto, buscar-se-á novas parcerias com o Laboratório de Bioquímica Funcional e Estrutural da UFSCar e Laboratório de Sanidade Animal da Embrapa para viabilizar o desenvolvimento dessas possibilidades. A partir disto, a cronologia experimental proposta será composta por 5 etapas. A etapa 1 consistirá na extração da lacase a partir da levedura Pichia pastoris. Na etapa 2, a lacase será aplicada como pré-tratamento enzimático do BCA, e os fatores concentração de substrato, pH e temperatura serão otimizados por planejamento fatorial. Na etapa 3, será realizada a fermentação do BCA hidrolisado por cultura pura de Paraclostridium benzoelyticum e durante este processo, a expressão da enzima hidrogenase será monitorada e comparada com a produção de metabólitos. Na etapa 4, será avaliada a substituição do meio líquido das bateladas visando ao aumento da produção de hidrogênio. Finalmente, na etapa 5, os efluentes das bateladas da etapa 4 serão utilizados para produção de metano com a adição de inóculo metanogênico. Espera-se, com os resultados obtidos na presente pesquisa, oferecer nova possibilidade viável para a hidrólise do BCA. Pretende-se utilizar e viabilizar a utilização das técnicas qPCR e RT-qPCR para o monitoramento dos processos fermentativos de produção de biocombustíveis. Tais possibilidades ainda não são realizadas rotineiramente no Laboratório de Processos Biológicos, assim sendo a parceria com Embrapa e UFSCar será de extrema valia para agregar conhecimentos em novas frentes de pesquisa. (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)
SILVA RABELO, CAMILA ABREU B.; OKINO, CINTIA HIROMI; SAKAMOTO, ISABEL KIMIKO; AMANCIO VARESCHE, MARIA BERNADETE. Isolation of Paraclostridium CR4 from sugarcane bagasse and its evaluation in the bioconversion of lignocellulosic feedstock into hydrogen by monitoring cellulase gene expression. Science of The Total Environment, v. 715, MAY 1 2020. Citações Web of Science: 0.

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