Imobilização e co-imobilização de enzimas lignocelulolíticas em nanopartículas magnéticas como uma estratégia para a hidrólise de biomassa vegetal e resíduos da indústria

Resumo

A biomassa lignocelulósica é um recurso abundante composta majoritariamente pelos polímeros celulose, hemicelulose e lignina. Estes polímeros são uma fonte de energia renovável para a produção de biocombustíveis e outros compostos com alto valor agregado. No entanto, seus componentes não estão prontamente disponíveis para bioconversão, e um conjunto de enzimas é necessário para desconstruí-los. A aplicação enzimática ainda é restrita e onerosa, e a imobilização destes biocatalisadores é uma ferramenta importante para a obtenção de biocatalisadores mais eficientes e economicamente viáveis. Deste modo, o objetivo deste estudo é imobilizar diferentes enzimas degradadoras de biomassa usando a tecnologia das nanopartículas magnéticas combinadas com nanocelulose para obtenção de um biocatalisador de fácil reuso e separação do meio reacional, com alto desempenho na produção de açúcares fermentescíveis a etanol e outros compostos de valor. Para isso resíduos serão utilizados para a produção da nanocelulose e posteriormente usados na preparação de nanopartículas magnéticas. Na busca pelo biocatalisador mais estável e eficiente também será testado o recobrimento das partículas com quitosana e a reticulação dos derivados com os agentes bifuncionais glutaraldeído e genipina. Os melhores derivados serão comparados quanto ao reuso, estabilidade térmica e operacional na produção dos compostos de interesse. Por fim, esperamos desenvolver um multicatalisador inovador unindo as vantagens do uso de nanopartículas magnéticas com a tecnologia da imobilização em multicamadas favorecendo a sinergia destas enzimas na hidrólise dos resíduos. Desta forma, estaremos atendendo aos propósitos dos dois projetos do LMBC, o INCT do Bioetanol, processo CNPq nº 465319/2014-9/FAPESP nº 2014/50884-5, e o referente aos Acordos de cooperação/FCT - Fundação para a Ciência e Tecnologia de Portugal/Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo, Processo FAPESP: 2018/07522-6. (AU)