Efeito da adição do soro de leite na sacarificação enzimática do bagaço de cana-de-açúcar.

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2018
Autor(a) principal: Souza, Maria Isabella Petra
Orientador(a): Guimarães, Valéria Monteze, Ázar, Rafaela Inês de Souza Ladeira
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Biotecnologia industrial
Álcool - produção
Link de acesso: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/10060
Resumo: Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia. Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas, Pró-Reitoria de Pesquisa de Pós Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto.
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A aplicação do bagaço de cana-de-açúcar para a produção de bioetanol é influenciada por suas características estruturais e de composição química. A lignina, um dos principais componentes desta biomassa, é determinante para a recalcitrância da matéria-prima, promove a adsorção não produtiva das enzimas celulolíticas, que afeta negativamente a hidrólise enzimática do substrato. A fim de minimizar a adsorção das enzimas na estrutura lignocelulósica pode-se utilizar surfactantes ou proteínas não catalíticas que interagem com a lignina residual da biomassa, bloqueando seus possíveis sítios de interação com as enzimas. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da adsorção de proteínas não catalíticas na lignina durante a sacarificação do bagaço de cana. O bagaço de cana-de-açúcar explodido a vapor foi submetido à hidrólise utilizando o coquetel enzimático formado pela mistura dos extratos brutos dos fungos Chrysoporthe cubensis e Penicillium pinophilum durante 72 h, a 50 °C, na presença das proteínas não catalíticas presentes no soro de leite e a soro albumina bovina (BSA). A liberação de glicose e xilose foi quantificada por HPLC. O uso do BSA e do soro de leite precipitado ou in natura na concentração de 107 mg/g de lignina, promoveu aumento de 30, 26 e 53% na liberação de glicose, respectivamente. Na presença das proteínas não catalíticas, a concentração de proteínas e atividade enzimática no sobrenadante foi maior em relação ao experimento controle realizado na ausência de BSA e do soro de leite, sugerindo que as enzimas foram menos adsorvidas e mais ativas. Foi observado um aumento de aproximadamente 100% na termoestabilidade de xilanase nas 4 primeiras horas de incubação na presença do soro in natura e do BSA, e na presença do soro de leite precipitado, a xilanase manteve 70% de atividade durante as 72h de incubação. Estes resultados indicam que a adição das proteínas não catalíticas melhoram os rendimentos de hidrólise devido ao provável bloqueio da lignina e consequente diminuição da adsorção de enzimas na biomassa. Sendo o soro de leite uma alternativa econômica e tecnicamente viável para aumento da eficiência do coquetel enzimático dos fungos Chrysoporthe cubensis:Penicillium pinophilum.Sugarcane bagasse is an abundant, renewable, low-cost lignocellulosic material readily available for use in the production of agro-industrial chemicals and products, such as second generation ethanol. The application of sugarcane bagasse to the production of bioethanol is influenced by its structural characteristics and chemical composition. Lignin, one of the main components of this biomass, is determinant for the recalcitrance of the raw material, promotes the nonproductive adsorption of the cellulolytic enzymes, which negatively affects the enzymatic hydrolysis of the substrate. In order to minimize the adsorption of the enzymes in the lignocellulosic structure one can use non-catalytic surfactants or proteins that interact with the residual lignin of the biomass, blocking their possible sites of interaction with the enzymes. The objective of this work was to evaluate the effect of the adsorption of non - catalytic proteins on lignin during saccharification of sugarcane bagasse. The steam-blown sugarcane bagasse was subjected to hydrolysis using the enzymatic cocktail formed by mixing the crude extracts of the fungi Chrysoporthe cubensis and Penicillium pinophilum for 72 h at 50 °C in the presence of the non-catalytic proteins present in the serum of milk and bovine serum albumin (BSA). The release of glucose and xylose was quantified by HPLC. The use of BSA and the precipitated or in natura whey at the concentration of 107 mg / g lignin promoted a 30, 26 and 53% increase in glucose release, respectively. In the presence of non-catalytic proteins, the protein concentration and enzymatic activity in the supernatant was higher in relation to the control experiment performed in the absence of BSA and whey, suggesting that the enzymes were less adsorbed and more active. An approximately 100% increase in xylanase thermostability was observed within the first 4 hours of incubation in the presence of the in natura serum and BSA, and in the presence of the precipitated whey, xylanase maintained 70% activity during the 72h incubation. These results indicate that the addition of the non-catalytic proteins improves the hydrolysis yields due to the probable lignin blockade and consequent decrease of the adsorption of enzymes in the biomass. Being whey is an economical and technically feasible alternative to increase the efficiency of the enzymatic cocktail of fungi Chrysoporthe cubensis: Penicillium pinophilum.Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 09/07/2018 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho desde que sejam citados o autor e o licenciante. 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