Cultivo de Mycothermus thermophilus e Trichoderma reesei RP698 em resíduos agroindustriais: consórcio microbiano no desenvolvimento de um coquetel enzimático para sacarificação de cana-de-açúcar - Scarcella, Ana Sílvia de Almeida (2020)
O aumento da atividade agroindustrial levou ao acúmulo de grandes quantidades de biomassa lignocelulósica. Este tipo de material é a fonte mais abundante de carbono renovável da natureza, representando um valioso substrato industrial com potencial biotecnológico. O custo da produção de bioetanol a partir de resíduos agroindustriais depende, em grande parte, da biomassa recalcitrante e das enzimas envolvidas na sacarificação da parede celular, sendo necessária a otimização da produção enzimática para minimizar este fator. Assim sendo, este trabalho teve por objetivo a elaboração e otimização de um coquetel enzimático obtido a partir dos fungos Mycothermus thermophilus e Trichoderma reesei RP698 visando a sacarificação de bagaço de cana-de-açúcar (SCB), cana-de-açúcar SP80-3280 e Cana Energia (EC). O cocultivo de M. thermophilus e T. reesei RP698 em palha de milho apresentou os melhores resultados de sacarificação, liberando 40,40 ± 2,81 μmol.mL-1 de açúcar redutor (AR) para SCB, 30,33 ± 1,39 μmol.mL-1 de AR para EC e 33,18 ± 1,04 μmol.mL -1 de AR para SP80-3280, sendo os principais açúcares liberados glucose e xilose. Além disso, foi realizada uma investigação, por análise proteômica, das enzimas secretadas por estes microrganismos quando crescidos em cana-de-açúcar SP80-3280, Cana Energia e palha de milho como única fonte de carbono. Como resultado do secretoma do cultivo de M. thermophilus e T. reesei RP698 crescidos em cana-de-açúcar SP80-3280 e Cana Energia foram identificadas 56 proteinas relacionadas à degradação da parede celular vegetal em todas as condições analisadas, entre elas glicosil hidrolases, carboidratos esterases e proteínas de atividades auxiliares. Já no cocultivo dos microrganismos crescidos em palha de milho durante 5 dias, foram identificadas 27 proteínas divididas entre celulases, hemicelulases, pectinases e proteínas de atividades auxiliares. Foram identificadas duas proteínas não descritas para estes fungos até o momento, sendo elas a ácido celobiônico fosforilase e a 4-O-metil glucurônico metil esterases. Ademais, estudou-se o efeito de diferentes pré-tratamentos das biomassas, sendo que o pré-tratamento alcalino possibilitou melhor sacarificação das biomassas, mostrando um aumento na quantidade dos açúcares liberados e alcançando 215,01 ± 11,02 μmol.mL-1 de AR para a hidrólise de SCB, 177,16 ± 16,00 μmol.mL-1 de AR para EC e 220,64 ± 29,02 μmol.mL-1 de AR para SP80-3280. Foram aplicados diferentes coquetéis na hidrólise de cana-de-açúcar comercial, Cana Energia tipo I e tipo II proveniente da GranBio, comprovando que os melhores resultados de liberação de AR foram gerados após o uso do coquetel obtido pelo cocultivo de M. thermophilus e T. reesei RP698 em palha de milho. Todos os resultados demonstraram que existe uma forte correlação entre a enzimas a serem utilizadas e a composição da biomassa. Foi observado ainda, os benefícios do cocultivo de microrganismos para a obtenção de um coquetel diversificado com elevado potencial de aplicação e de baixo custo.