Otimização da conversão direta de lignocelulose em etanol por Saccharomyces cerevisiae geneticamente modificada para expressão de enzimas celulolíticas e oxidativas

• Processo: 22/12460-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Vigência (Início): 01 de julho de 2023
• Vigência (Término): 31 de janeiro de 2026
• Área do conhecimento: Ciências Agrárias - Ciência e Tecnologia de Alimentos - Engenharia de Alimentos
• Pesquisador responsável: Rosana Goldbeck Coelho
• Beneficiário: Enylson Xavier Ramalho
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia de Alimentos (FEA). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 15/20630-4 - Desenvolvimento integrado de biorrefinaria e planta de bioetanol de cana-de-açúcar com emissão zero de CO2: rotas para converter recursos renováveis em bioprodutos e bioeletricidade, AP.TEM
• Assunto(s): Celulase Bioetanol Expressão heteróloga Sacarificação Biotecnologia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Aumento de escala | Celulases | Etanol de segunda geração | expressão heteróloga | Sacarificação | Biotecnologia

Resumo

O bioetanol contribui com a redução da dependência energética de combustíveis fósseis. Além disso, produzi-lo a partir de lignocelulose, obtendo ochamado etanol de segunda geração, aproveita eficientementeresíduos agroindustriais. Sua produção consiste na degradação da lignocelulose e conversão por via fermentativa dos açúcares liberados em etanol, sendo a Saccharomyces cerevisiaeo principal micro-organismo utilizado. Contudo, essa levedura não produz enzimas que degradam lignocelulose, sendo esta etapa comumente realizada por outro agente. Para torná-lacapaz de realizar essa conversão diretamente, uma cepa industrial brasileira foi modificada geneticamente para expressão de enzimas celulolíticas e oxidativas, tendo sido produzidas três variantes da cepa. Neste contexto, o objetivo deste trabalho será avaliar aaplicaçãodessas variantes de S. cerevisiaena conversãodireta de resíduos celulósicos em etanol e otimizar o escalonamento do processo, o que ainda é uma grande lacuna dentreos estudos de conversão direta. Para tal, inicialmente, as enzimas expressas nas variantes serão caracterizadas em relação ao efeito da temperatura e do pH sobre a atividade catalítica e à estabilidade térmica. Em seguida, serão realizados ensaios de conversão direta em pequena escala com Avicel®, bagaço de cana-de-açúcar e resíduo de eucalipto utilizando inóculos que serão preparados combinando as diferentes variantes. Os inóculos mais eficientesna produção de etanol serão avaliados no escalonamento do processo. O processo de conversão direta de celulose em etanol será avaliado técnico--econômica e ambientalmente através da simulação da escala industrial. Por último, serão realizados ensaios de comparação utilizando a cepa original em processos com a adição de um coquetel de celulases.Portanto, a expectativa deste projeto é obter um processo de produção de etanol celulósico por conversão direta por S. cerevisiaemodificada com alto rendimento e viável economicamente. Importante destacar que este projeto está associado ao Projeto Temático FAPESP 2015/20630-4 "Desenvolvimento Integrado de Biorrefinaria e Planta de Bioetanol de Cana-de-Açúcar com Emissão Zero de CO2: Rotas para Converter Recursos Renováveis em Bioprodutos e Bioeletricidade", onde os objetivos propostos neste projeto de doutorado estão diretamente associados aos objetivos do projeto temático acima mencionado.