Desenvolvimento e síntese de nanobiocatalisadores para a aplicação em pré-tratamento de biomassa lignocelulósica visando a obtenção de açúcares fermentescíveis para o uso como fonte de carbono em biorrefinarias

Resumo

Atualmente os combustíveis fósseis são os principais pilares da matriz energéticamundial, fato que traz consigo duas problemáticas: a esgotabilidade de recursos frente àcrescente demanda e a emissão de poluentes atmosféricos. Nesse contexto, a utilizaçãode excedentes industriais, como a biomassa lignocelulósica, demonstra um altopotencial para, a partir da produção de biocombustíveis, se configurar como umaalternativa energética sustentável. Considerando as características da biomassa vegetalquanto aos seus constituintes de celulose, hemicelulose e lignina, bem como a suarecalcitrância, faz-se necessário métodos, como o pré-tratamento ácido e a hidróliseenzimática, para promover a despolimerização dos principais compostos carboidratosem açúcares fermentescíveis. Nos últimos anos, novas pesquisas científicas vêm sendoconduzidas com o intuito de superar os gargalos operacionais, econômicos e ambientaisenfrentados nos processos tradicionais de pré-tratamento. A utilização de nanopartículasmagnéticas (NPM), nesse contexto, pode substituir processos de pré-tratamentotradicionais, proporcional a recuperação de catalisadores, como por exemplo, ácidos eenzimas, permitindo assim a redução dos impactos ambientais e custos de produçãodestes processos. Neste contexto, o presente trabalho objetiva a síntese denanobiocatalisadores e sua posterior aplicação no pré-tratamento enzimático dabiomassa lignocelulósica da cana de açúcar para a obtenção de açúcaresfermentescíveis. Neste Projeto, será utilizado o método de precipitação química para aprodução das nanopartículas magnéticas, posteriormente, estas serão ativadas comglutaraldeído e servirão de suporte para a imobilização de enzimas celulases. Após aimobilização das enzimas, os nanobiocatalisadores produzidos serão aplicados nahidrólise enzimática da biomassa lignocelulósica previamente pré-tratada (hidróliseácida, seguida de alcalina) proveniente do bagaço da cana de açúcar. Subsequentemente,o processo supracitado terá sua eficácia avaliada em comparação ao mesmo processoutilizando enzimas livres. A variável resposta da hidrólise enzimática será baseada naliberação de açúcares fermentáveis, os quais poderão ser analisados pela metodologiaespectrofotométrica de açúcares redutores e pela análise de cromatografia líquida de altaeficiência. Com este projeto, espera-se obter resultados que fortaleçam a inovação eaumentem a eficácia dos processos biotecnológicos referentes à produção debiocombustíveis, bem como contribuir para o desenvolvimento das atuais biorrefinarias,além de promover a exploração da preeminente área da nanotecnologia e a capacitaçãotécnico científica da aluna de iniciação científica, abrindo portanto, horizontes paranovos estudos.