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HIDRÓLISE ENZIMÁTICA DE MATERIAL PARTICULADO EMPREGANDO COQUETÉIS CELULOLÍTICOS FÚNGICOS
HIDRÓLISE ENZIMÁTICA DE MATERIAL PARTICULADO EMPREGANDO COQUETÉIS CELULOLÍTICOS FÚNGICOS
CASCIATORI, PRISCILA APARECIDA; CASCIATORI, FERNANDA PERPÉTUA; THOMÉO, JOÃO CLÁUDIO; PERRONE, OLAVO MICALI; SILVA, ROBERTO DA
Artigo Completo:
O objetivo do trabalho foi avaliar a aplicação, na hidrólise do bagaço de cana in natura, de um coquetel enzimático constituído por enzimas produzidas por fungos potencialmente produtores de celulases em cultivo sólido em substrato composto por farelo de trigo e bagaço de cana. A degradação enzimática completa de moléculas complexas presentes na biomassa nativa do bagaço de cana requer a ação de várias enzimas. Diante disso, novas estratégias vêm surgindo na tentativa de aumentar o rendimento da hidrólise e uma explorada no presente trabalho é a consorciação de diferentes enzimas atuando de forma sinergística sobre o material lignocelulósico particulado. Foi adotado um delineamento fatorial completo, tendo como fatores a composição do coquetel enzimático, cujos níveis foram de 1:0, 1:1, 1:3, 3:1 e 0:1 do extrato produzido por T. reesei e M. thermophila, respectivamente, e temperatura de hidrólise, cujos níveis foram de 45, 55, 65 ºC e com alternância de temperatura entre 45 e 65 ºC. Foram feitas análises de variância e comparação de médias através de testes de Tukey. A aplicação das diferentes composições resultaram em valores similares de conversão de celulose em glicose, com melhores resultados obtidos pela combinação de 75 % do extrato de T. reesei com 25 % de M. thermophila aplicado com alternância entre as temperaturas ótimas dos microrganismos, resultando em 13,1 % de conversão. Conclui-se, portanto, que houve efeito sinérgico entre as enzimas no processo de hidrólise.
O objetivo do trabalho foi avaliar a aplicação, na hidrólise do bagaço de cana in natura, de um coquetel enzimático constituído por enzimas produzidas por fungos potencialmente produtores de celulases em cultivo sólido em substrato composto por farelo de trigo e bagaço de cana. A degradação enzimática completa de moléculas complexas presentes na biomassa nativa do bagaço de cana requer a ação de várias enzimas. Diante disso, novas estratégias vêm surgindo na tentativa de aumentar o rendimento da hidrólise e uma explorada no presente trabalho é a consorciação de diferentes enzimas atuando de forma sinergística sobre o material lignocelulósico particulado. Foi adotado um delineamento fatorial completo, tendo como fatores a composição do coquetel enzimático, cujos níveis foram de 1:0, 1:1, 1:3, 3:1 e 0:1 do extrato produzido por T. reesei e M. thermophila, respectivamente, e temperatura de hidrólise, cujos níveis foram de 45, 55, 65 ºC e com alternância de temperatura entre 45 e 65 ºC. Foram feitas análises de variância e comparação de médias através de testes de Tukey. A aplicação das diferentes composições resultaram em valores similares de conversão de celulose em glicose, com melhores resultados obtidos pela combinação de 75 % do extrato de T. reesei com 25 % de M. thermophila aplicado com alternância entre as temperaturas ótimas dos microrganismos, resultando em 13,1 % de conversão. Conclui-se, portanto, que houve efeito sinérgico entre as enzimas no processo de hidrólise.
Palavras-chave:
DOI: 10.5151/ENEMP2015-TC-289
Referências bibliográficas
- [1] AFONSO, L. C. Produção de celulases por cultivo em estado sólido e aplicação na hidrólise do bagaço de cana-de-açúcar. 2012. 119p. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2012.
- [2]
- [3] BALDRIAN, P.; VALÁSKOVÁ, V. Degradation of cellulose by basidiomycetous fungi. FEMS Microbiology Reviews, v.32, n.3, p.501-521, 2008.
- [4]
- [5] BANERJEE, G., SCOTT-CRAIG, J. S., WALTON, J. D. Improving enzymes for biomass conversion: a basic research perspective. Bioenergy Research, v.3, n.1, p.82-92, 2010.
- [6]
- [7] BÉGUIN, P. Molecular biology of cellulose degradation. Annual Review of Microbiology, v.44, p.219-248, 1990.
- [8]
- [9] BERLIN, A.; MAXIMENKO, V.; GILKES, N.; SADDLER, J. Optimization of enzyme complexes for lignocellulose hydrolysis. Biotechnology and Bioengineering, v.97, n.2, p.287-296, 2007.
- [10]
- [11] BHAT, M. K.; BHAT, S. Cellulose degrading enzymes and their potential industrial applications. Biotechnology Advances, v.15, n.3/4, p.583-620, 1997.
- [12]
- [13] CANTWELL, B. A.; SHARP, P. M.; GORMLEY, E.; MCCONNELL, D. J. Molecular cloning of bacillus b-glucanases. In: Aubert, J. P., Beguin, P., Millet, J. (Ed.). Biochemistry and genetics of cellulose degradation. San Diego: Academic Press, p. 181-201, 1988.
- [14]
- [15] CASCIATORI, F. P.; CASCIATORI, P. A.; THOMÉO, J. C. Cellulase production in packed bed bioreactor by solid-state fermentation. European Biomass Conference and Exhibition Proceedings, p.1539-1546, 2013.
- [16]
- [17] CASTRO, A. M.; PEREIRA JR., N. Produção, propriedades e aplicação de celulases na hidrólise de resíduos agroindustriais. Química Nova, v.33, n.1, p.181-188, 2010.
- [18]
- [19] FERREIRA, V. Produção de β-glucosidase em Saccharomyces cerevisiae recombinante e avaliação de seu emprego no processo de hidrólise enzimática simultânea à fermentação para a produção de etanol de segunda geração. 2010. 132p. Tese (Doutorado em Ciências) – Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2010.
- [20]
- [21] GROUS, W. R.; CONVERSE, A. O.; GRETHLEIN, H. E. Effect of steam explosion pretreatment on pore size and enzymatic hydrolysis of poplar. Enzyme and Microbial Technology, v.8, n.5, p.274-280, 1986.
- [22]
- [23] IMAI, M.; IKARI, K.; SUZUKI, I. High-performance hydrolysis of cellulose using mixed cellulase species and ultrasonication pretreatment. Biochemical Engineering Journal, v.17, n.2, p.79-83, 2004.
- [24]
- [25] KÁDÁR, Z.; SZENGYEL, Z.; RÉCZEY, K. Simultaneous saccharification and fermentation (SSF) of industrial wastes for the production of ethanol. Industrial Crops and Products, v.20, n.1, p.103-110, 2004.
- [26]
- [27] LAUREANO-PEREZ, L.; TEYMOURI, F.; ALIZADEH, H.; DALE, B. E. Understanding factors that limit enzymatic hydrolysis of biomass. Applied Biochemistry and Biotechnology, v.124, n.1-3, p.1081-1099, 2005.
- [28]
- [29] LYND, L. R.; WEIMER, P. J.; ZYL, W. H.; PRETORIUS, I. S. Microbial cellulose utilization: fundamentals and biotechnology. Microbiology and molecular biology reviews, v.66, n.3, p.506-577, 2002. MILLER, G. L. Use of dinitrosalicylic acid reagent for determination of reducing sugar. Analytical Chemistry, v.31, n.3, p.426-428, 1959.
- [30]
- [31] MITCHELL, D. A.; BEROVIC, M.; KRIEGER, N. Biochemical engineering aspects of solid state bioprocessing. Advances in Biochemical Engineering Biotechnology, v.68, p.61-138, 2000.
- [32]
- [33] MITCHELL, D. A.; KRIEGER, N.; BEROVIC, M. Solid-state fermentation bioreactors: fundamentals, design and operation. Berlin: Springer-Verlag, 2006.
- [34]
- [35] SANDGREN, M.; STAHLBERG, J.; MITCHINSON, C. Structural and biochemical studies of GH family 12 cellulases: improved thermal stability, and ligand complexes. Progress in Biophysics and Molecular Biology, v.89, n.3, p.246-291, 2005.
- [36]
- [37] SINGHANIA, R. R.; SUKUMARAN, R. K.; PATEL, A. K.; LARROCHE, C.; PANDEY, A. Advancement and comparative profiles in the production technologies using solid-state and submerged fermentation for microbial cellulases. Enzyme and Microbial Technology, v.46, n.7, p.541-549, 2010.
- [38]
- [39] SLUITER, A.; HAMES, B.; RUIZ, R.; SCARLATA, C.; SLUITER, J.; TEMPLETON, D.; CROCKER, D.; Determination of structural carbohydrates and lignin in biomass (LAP). NREL, Golden, Co., USA, 2002.
- [40]
- [41] SØRENSEN, H. R., PEDERSEN, S., JØRGENSEN, C. T, MEYER, A. S. Enzymatic hydrolysis of wheat arabinoxylan by a recombinant "minimal" enzyme cocktail containing beta-xylosidase and novel endo-1, 4-beta-xylanase and alpha-l-arabinofuranosidase activities. Biotechnololy Progress, v.23, n.1, p.100-107, 2007.
- [42]
- [43] SRIVASTAVA, K. K.; VERMA, P. K.; SRIVASTAVA, R. A recombinant cellulolytic Escherichia coli: Cloning of the cellulase gene and characterization of a bifunctional cellulase. Biotechnology Letters, v.21, n.4, p.293-297, 1999.
- [44]
- [45] THOMPSON, D. N.; CHEN, H. C.; GRETHLEIN, H. E. Comparison of pretreatment methods on the basis of available surface area. Bioresource Technology, v.39, n.2, p.155-163, 1992.
- [46]
- [47] XIAO, Z.; ZHANG, X.; GREGG, D. J.; SADDLER, J. N. Effects of sugar inhibition on cellulases and β-glucosidase during enzymatic hydrolysis of softwood substrates. Applied Biochemistry and Biotechnology, v.115, n.1/3, p.1115-1126, 2004.
- [48]
- [49] WEN, Z.; LIAO, W.; CHEN, S. Production of cellulase/beta-glucosidase by the mixed fungi culture of Trichoderma reesei and Aspergillus phoenicis on dairy manure. Applied Biochemistry and Biotechnology, v.121, p.93-104, 2005.
Como citar:
CASCIATORI, PRISCILA APARECIDA; CASCIATORI, FERNANDA PERPÉTUA; THOMÉO, JOÃO CLÁUDIO; PERRONE, OLAVO MICALI; SILVA, ROBERTO DA; "HIDRÓLISE ENZIMÁTICA DE MATERIAL PARTICULADO EMPREGANDO COQUETÉIS CELULOLÍTICOS FÚNGICOS", p-1903-1912.
In: In Anais do XXXVII Congresso Brasileiro de Sistemas Particulados - ENEMP 2015 [=Blucher Engineering Proceedings]. São Paulo: Blucher, 2015. .
São Paulo: Blucher,
2015.
ISSN 23591757,
DOI 10.5151/ENEMP2015-TC-289
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TY - CONF T1 - HIDRÓLISE ENZIMÁTICA DE MATERIAL PARTICULADO EMPREGANDO COQUETÉIS CELULOLÍTICOS FÚNGICOS JO - Blucher Chemical Engineering Proceedings VL - 2 IS - 1 SP - 1903 EP - 1912 PY - 2015 T2 - XXXVII Congresso Brasileiro de Sistemas Particulados AU - , , , , SN - 23591757 DO - http://dx.doi.org/10.5151/ENEMP2015-TC-289 UR - www.proceedings.blucher.com.br/article-details/hidrlise-enzimtica-de-material-particulado-empregando-coquetis-celulolticos-fngicos-20804 KW - ER -
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PRISCILA APARECIDA CASCIATORI, FERNANDA PERPÉTUA CASCIATORI, JOÃO CLÁUDIO THOMÉO, OLAVO MICALI PERRONE, ROBERTO DA SILVA, HIDRÓLISE ENZIMÁTICA DE MATERIAL PARTICULADO EMPREGANDO COQUETÉIS CELULOLÍTICOS FÚNGICOS, Blucher Chemical Engineering Proceedings, Volume 2, 2015, Pages 1903-1912, ISSN 23591757, http://dx.doi.org/10.5151/ENEMP2015-TC-289 (www.proceedings.blucher.com.br/article-details/hidrlise-enzimtica-de-material-particulado-empregando-coquetis-celulolticos-fngicos-20804) Palavras-chave:: ;