Hydroxycinnamic Acid Extraction from Multiple Lignocellulosic Sources: Correlations with Substrate Composition and Taxonomy for Flavoring and Antioxidant Applications

Autor(es)

Tramontina, Robson ; Scopel, Eupidio ; Cardoso, Victor Gustavo Kelis ; Martins, Manoela ; da Silva, Marcos Fellipe ; Flaibam, Barbara ; Salvador, Marcos J. ; Goldbeck, Rosana ; Damasio, Andre ; Squina, Fabio Marcio

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: Journal of Agricultural and Food Chemistry; v. 72, n. 50, p. 12-pg., 2024-12-05.

Resumo

The extraction of hydroxycinnamic acids (HCADs) is a strategy for lignocellulosic biomass valorization due to their high value-added nature and the possibility of application as flavoring and antioxidants. This study proposes correlations between the composition and taxonomy of 28 globally available agro-industrial feedstocks with the production of HCADs using chemometric tools. Principal component analysis indicated strong correlations between ferulic acid release and hemicellulose type and content, especially in grass biomasses. Conversely, p-coumaric acid release was mainly correlated with cellulose content across diverse taxonomic origins. Among the evaluated agro-industrial feedstocks, corn-based biomasses were identified as prime sources of ferulic acid after mild alkaline treatment, releasing up to 10.5 g kg-1 and producing hydrolysates with an antioxidant capacity up to 3.3 mmol Trolox equivalents g-1. Notably, sugar cane bagasse was the best source of p-coumaric acid, yielding 4.8 g kg-1. Corn hydrolysates were successfully converted into 4-vinylguaiacol using a genetically modified Saccharomyces cerevisiae strain, achieving high yields of 0.75 g L-1. This work enhances our understanding of HCAD sources and biomass valorization strategies, demonstrating potential applications in the food and cosmetics sectors. (AU)

• Processo FAPESP: 20/02871-2 - Proteína quimérica bifuncional de endoxilanase/arabinofuranosidase para hidrólise de resíduos agroindustriais e produção de xilo-oligossacarídeos
• Beneficiário: Manoela Martins
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 22/08958-8 - Desenvolvimento de microrganismos e enzimas termofílicas envolvidas na degradação e reaproveitamento de plásticos fósseis
• Beneficiário: Fábio Márcio Squina
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 19/19360-3 - Hidrogéis nanocompósitos inspirados na parede celular vegetal para aplicações biomédicas
• Beneficiário: Eupídio Scopel
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 21/04254-3 - Desenvolvimento de conceitos de biorrefinaria via conversão de ácido cumarico em compostos de alto valor
• Beneficiário: Robson Tramontina
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 22/05731-2 - BEYOND: estabelecendo uma fábrica celular fúngica para produção de proteínas recombinantes
• Beneficiário: André Ricardo de Lima Damasio
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 21/09693-5 - Emprego de tecnologias de microbioma e bioensaios para a busca de novas substâncias bioativas em plantas e simbiontes: implicações nas respostas metabólicas, na diversidade molecular e na bioatividade
• Beneficiário: Marcos José Salvador
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOTA - Regular
• Processo FAPESP: 15/50590-4 - Valorização da lignina em plantas de etanol celulósico: a conversão biocatalítica via ácido ferúlico a produtos químicos de alto valor
• Beneficiário: Fábio Márcio Squina
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Temático