Navegando por Autor "Passarinho, Amanda Tafuri Paniago"

Agora exibindo 1 - 2 de 2

Detoxificação e aproveitamento da fração líquida proveniente do prétratamento do bagaço de cana-de-açúcar visando produção de xilitol.
(2018) Passarinho, Amanda Tafuri Paniago; Guimarães, Valéria Monteze; Guimarães, Valéria Monteze; Gonçalves, Daniel Bonoto; Porto, Lia de Mendonça; Viana, Pollyanna Amaral; Brandão, Rogélio Lopes
Uma biorrefinaria de cana-de-açúcar é definida como um processo industrial capaz de produzir diferentes produtos e subprodutos a partir da mesma matéria-prima. Este sistema geralmente trabalha com o processamento de uma biomassa para a produção de um combustível, um produto químico ou energia/calor. O Brasil é o maior produtor mundial de cana-de-açúcar, que é a maior cultura cultivada globalmente, sendo que o resíduo gerado após a extração do suco é uma boa fonte de biomassa que pode ser usada em diversos processos dentro da indústria. A biomassa lignocelulósica apresenta um enorme potencial para produção de biocombustíveis devido à sua grande disponibilidade e baixo custo. Entretanto, para que o etanol lignocelulósico seja competitivo e economicamente viável é necessário integrá-lo à produção de outros compostos. Poliol com elevado poder edulcorante, semelhante à sacarose, o xilitol é tolerado por diabéticos e tem várias aplicações. Sua produção química pode ser substituída pela produção biotecnológica, a qual teve sua viabilidade demonstrada por diversos trabalhos, sendo bastante eficiente quando integrada a produção de etanol de segunda geração. A etapa inicial para obtenção destes produtos é o pré-tratamento, que altera a estrutura da biomassa e facilita o acesso das enzimas para liberar açúcares fermentescíveis. Quando se utiliza ácido diluído, este processo permite moderada liberação de glicose e xilose. Assim, trabalhando em um processo integrado, a glicose liberada pode ser fermentada a etanol, enquanto a xilose é direcionada para produção de xilitol. Uma outra alternativa seria a utilização de um micro-organismo que consiga fermentar pentose a etanol. Entretanto, como desvantagem, há a formação de inibidores da fermentação microbiana, o que demanda a necessidade de uma etapa adicional de detoxificação. O objetivo deste trabalho é propor uma estratégia de detoxificação que permita aumentar a produção de açúcares e produtos de valor agregado no processo de etanol 2G. Inicialmente, foram testadas diferentes concentrações de ácido sulfúrico (0,5, 2 e 4% v/v) para o pré-tratamento do bagaço de cana (10% p/v) a 120 °C por 1 hora e foram avaliados a eficiência da liberação de glicose e xilose e a formação de compostos tóxicos. Foi observada maior liberação de açúcares a partir do tratamento com 2% de ácido em relação àquele utilizando 0,5%, no entanto não foi observada diferença expressiva para o tratamento com 4% de ácido em relação a 2%. A formação de inibidores foi proporcional à concentração de ácido. Desta forma, foi selecionada a concentração de 2% de H2SO4 e foram testadas a concentração de biomassa (5, 10, 15 e 20%) e tempo de prétratamento (30 e 60 min). Maiores concentrações, tanto dos açúcares quanto dos inibidores, foram observadas no tratamento com 20% de biomassa e tempo de 60 min. Os ácidos alifáticos (acético e fórmico) e os furanos (furfural e hidroximetil-furfural) foram detectados em todos os tratamentos com 60 min e apenas no tratamento usando a maior concentração de biomassa (20%) durante 30 min. Os fenólicos foram também detectados em todos os tratamentos. Assim, a melhor condição para o pré-tratamento foi selecionada como sendo aquela que utilizou 15 % de bagaço, por 30 min, e que forneceu 5,32 g.L-1 de glicose, 27,7 g.L-1 de xilose e apenas compostos fenólicos (1,70 g.L-1) como inibidores. Na detoxificação, o tratamento com carvão ativado não removeu uma parcela significativa dos fenólicos, enquanto o tratamento com a lacase presente no extrato bruto de Chrysoporthe cubensis proporcionou a oxidação de 80% destes compostos, com aumento de 20% de glicose e xilose. A partir deste resultado, fez-se um delineamento composto central rotacional com os fatores concentração de fenólicos e carga de lacase presente no extrato bruto de Chrysoporthe cubensis para detoxificação. A validação exibiu valores satisfatórios para os parâmetros bias e acurácia, o que indica um bom ajuste das superfícies geradas e o escalonamento permitiu conhecer o comportamento da enzima para oxidação do seu substrato em volumes maiores. Para a sacarificação direta com Cellic CTec 2, a redução de 14% nos inibidores pela lacase permitiu um aumento de 30% na produção de xilose, visto que hemicelulases são mais susceptíveis a ação destes compostos. Esta etapa de detoxificação precedeu a fermentação da fração líquida por Debaryomyces hansenii UFV-1 em que a redução de 7% no conteúdo fenólico promoveu um aumento de 21 vezes na produção de xilitol.
Produção e caracterização de xilanases derivadas do gene xynA de Orpinomyces PC-2 e avaliação da eficiências na hidrólise de farinha e clarificação de sucos.
(2014) Passarinho, Amanda Tafuri Paniago; Guimarães, Valéria Monteze
A endo-1,4-β-xilanase (E.C. 3.2.1.8) é a principal constituinte do sistema enzimático xilanolítico devido à sua atuação na hidrólise da xilana, o segundo polissacarídeo mais abundante na parede celular de plantas. Neste trabalho, duas xilanases recombinantes, uma com as mutações V135A e A226T (XM) e outra sem mutações (XNM), derivadas do gene xynA de Orpinomyces, foram expressas em E. coli, purificadas e caracterizadas bioquímica e cineticamente com o substrato arabinoxilana de trigo, visando aplicações na tecnologia de alimentos. A produção da enzima em E. coli/pET24b foi feita em meios LB e SOB/kan, usando IPTG como indutor. As enzimas foram purificadas em cromatografia de troca iônica (Q-Sepharose) e apenas uma banda de 25 kDa, correspondente as xilanases, foi visualizada em SDS-PAGE. As atividades específicas, após purificação, foram de 12844 U mg-1 para a XNM, e de 10794 U mg -1 para a XM. As condições ótimas para XNM foram de 60 oC e pH entre 4,5 e 7,0, meia vida de 220 min a 50 oC e de 31 min a 60 oC, ambos em pH 6,5. Os valores de Km, Kcat e Ea foram de 0,0021 mg mL-1, 2,31x106 s-1 e 32,9 kJ mol-1, respectivamente. Já XM manteve a temperatura ótima de 60 oC e exibiu maior estabilidade na faixa de pH de 3 a 8, e meia vida de 440 e 71 min a 50 oC e 60 oC, respectivamente. Os valores de Km, Kcat e Ea foram 0,0014 mg mL-1, 3,29x106 s-1 e 43,9 kJ mol-1, respectivamente. Os ensaios de hidrólise da farinha de trigo integral (10 % p/v) foram conduzidos a 27 oC, 100 rpm, 6h, utilizando 50 U de XNM e 20U de XM/g farinha e a quantificação de xilose liberada foi feita em HPLC. Enquanto que nos ensaios conduzidos a 27 oC não houve liberação de xilose a partir da farinha de trigo, nos ensaios a 50 oC foram detectados 2,38 e 1,55 mg xilose/g farinha com o uso de XNM e XM, respectivamente. Nos ensaios de clarificação do suco de maçã, feita com 50 U/mL de XNM e XM, a 60 oC, 100 rpm, 60 min, foi observada liberação extremamente reduzida de xilose. Assim, para maior eficiência desse processo sugere-se a utilização conjunta de xilanase e pectinases.