Hidrólise enzimática de resíduos de cacau para obtenção de plataformas açucaradas: estudo cinético e modelagem matemática

• Processo: 24/13598-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2024
• Data de Término da vigência: 01 de dezembro de 2025
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Química - Processos Industriais de Engenharia Química
• Pesquisador responsável: Bruna Pratto
• Beneficiário: Manuella Alves Campos Valeriano
• Instituição Sede: Centro Universitário FEI (UNIFEI). Campus de São Bernardo do Campo. São Bernardo do Campo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 23/17175-0 - Bioprospecção de microrganismos a partir de resíduos de cacau para produção de enzimas e aproveitamento da biomassa: potencializando a economia verde no setor energético, AP.R
• Bolsa(s) vinculada(s): 25/06513-7 - Modelagem matemática da hidrólise enzimática de resíduos de cacau., BE.EP.IC
• Assunto(s): Hidrólise enzimática Modelos matemáticos Engenharia bioquímica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: estudo cinético | Hidrólise enzimática | modelagem matematica | Resíduos de cacau | Engenharia Bioquímica

Resumo

Resíduos agroindustriais apresentam um potencial como fontes de energia, produtos químicos e materiais, sem interferir na produção de alimentos primários. Com o aumento significativo do consumo de cacau, a produção deste produto também cresceu, resultando em um acúmulo de resíduos que compõem 70 a 80% da biomassa. A casca da vagem do cacau é o principal resíduo gerado do beneficiamento do fruto, e seu interesse se deve ao seu alto valor nutricional devido à presença de uma variedade de biocompostos, como compostos fenólicos, e fibras alimentares. Neste contexto, o presente projeto de iniciação científica visa realizar um estudo cinético da hidrólise enzimática da casca da vagem de cacau para obtenção de plataformas açucaradas que podem ser aproveitadas no conceito de biorrefinaria para fins energéticos e produtos químicos. Este projeto será desenvolvido no âmbito do projeto no 2023/17175-0, aprovado na chamada FAPESB-FAPESP, edital no 010/2023. Inicialmente, resíduos de cacau in natura serão submetidas a um pré-tratamento sob diferentes condições operacionais, visando identificar a combinação que resulta em uma fração sólida rica em celulose e em uma fração líquida rica em pentoses. Para isso, será realizado um planejamento experimental que avaliará os efeitos da concentração de ácido (variando de 0,5% a 3% m/m) e do tempo reacional (de 10 a 90 minutos). Os experimentos de hidrólise enzimática serão realizados com a biomassa pré-tratada em condição otimizada, utilizando a celulase comercial Cellic®Ctec2. Serão avaliados a influência de concentração de enzima e substrato, variando a carga de biomassa de 2,5 a 10% (m/v) em ensaios de velocidade inicial e de longa duração. A concentração da enzima será variada de 5 a 80 unidades de papel de filtro (FPU)/gcelulose. Com os dados cinéticos obtidos, será possível ajustar os modelos Michaelis-Menten (MM), MM modificado, com e sem inibição competitiva por glicose. Esses modelos ajustados são capazes de identificar as principais características do processo de hidrólise e podem ser extremamente úteis dentro da perspectiva da engenharia de biorreatores.