Biodegradação de madeira por Ceriporiopsis subvermispora: caracterização dos polímeros residuais

• Ano de defesa: 2002
• Autor(a) principal: Guerra, Anderson de Almeida
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Biotecnologia; Ceriporiopsis subvermispora; Fermentação( uso-preservação); Microbiologia industrial; Pinus taeda; Preservação da madeira (técnicas); Solid states fermentation; Wood biodegradation

A Biopolpação é definida como o pré-tratamento de cavacos de madeira, designado como um processo de fermentação em estado sólido, para a produção de polpas mecânicas e químicas. Apesar dos resultados promissores obtidos pelo pré-tratamento com fungos seguido de reações de polpação, não há correlação entre o padrão de biodegradação dos componentes da madeira e o aumento na eficiência dos métodos de polpação subseqüentemente utilizados. Esta falta de correlação sugere que os benefícios do biotratamento dependem mais do tipo de modificação induzida na madeira do que da extensão da mineralização de seus componentes. Dentro deste contexto, este estudo visa o entendimento dos mecanismos químicos e bioquímicos, que poderiam explicar as alterações estruturais ocorridas nos componentes principais da madeira durante a etapa de biopolpação. Pinus taeda foi degradado por Ceriporiopsis subvermispora por períodos de 15 a 90 dias em condições de fermentação sólida. O fungo degradou lignina e extrativos extensivamente, sem remover grandes quantidades de glucana. As polioses foram significativamente removidas após 60 dias de degradação (7%), chegando a 31 % após 90 dias. A lignina e os polissacarídeos residuais , provenientes dos cavacos de madeira degradados e não degradados, foram caracterízados. A fração de lignina residual foi avaliada por técnicas de degradação in situ e por análises efetuadas na lignina de madeira moída e lignina liberada enzimaticamente, que foram isoladas das madeiras biodegradadas. A compilação dos resultados mostrou que a principal reação ocorrida na estrutura da lignina durante a biodegradação foi a quebra de ligações β-O-4 . Esta reação de oxidação gerou despolimerização da macromolécula e foi seguida do aumento nos teores de dímeros conectados por ligações C-C e 4-0-5 e pelo aparecimento de novos carbonos saturados não-oxigenados nas cadeias laterais. Após longos períodos de biodegradação, reações de abertura de anéis aromáticos também puderam ser sugeridas . A despolimerização de celulose foi avaliada através da preparação de amostras de acelulose provenientes dos cavacos de madeira biodegradados. O perfil de eluição dos derivados tricarbanilados das preparações de α-celuloses foi determinado por cromatografia de exclusão. Os rendimentos de α-celulose e os perfis de eluição indicaram alguma despolimerização da fração de celulose após trinta dias de biodegradação. Este resultado mostrou que reações de degradação da cadeia de celulose começaram a ocorrer antes que a mineralização fosse detectada como perda de glicose. As enzimas hidrolíticas e ligninolíticas relacionadas à degradação de madeira foram extraídas e quantificadas. Durante os primeiros trinta dias de biodegradação, os altos valores de atividades xilanolítica não produziram degradação extensiva da fração de polioses, indicando que o processo de biodegradação foi limitado pela baixa porosidade das paredes celulares da madeira. Por outro lado, algumas reações mediadas enzimaticamente parecem ter sido responsáveis pela despolimerização de lignina e celulose nos estágios iniciais de degradação.