HidrÃlise enzimÃtica de resÃduos lignocelulÃsicos utilizando celulases produzidas pelo fungo Aspergillus niger / Enzymatic hydrolysis of lignocellulosic materials using cellulases produced by the fungus Aspergillus niger

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2010

RESUMO

Os resÃduos lignocelulÃsicos sÃo os mais abundantes no mundo e atualmente hà uma preocupaÃÃo mundial em aproveitÃ-los como matÃria-prima na produÃÃo de bioetanol. Isto à possÃvel visto que tais resÃduos sÃo ricos em celulose. A celulose à um biopolÃmero composto por molÃculas de glicose unidas por ligaÃÃes glicosÃdicas Ã-1-4. A glicose pode ser transformada em etanol por via fermentativa e pode ser obtida da celulose via hidrÃlise enzimÃtica utilizando as enzimas celulases. As celulases podem ser produzidas por diversos micro-organismos sob condiÃÃes adequadas. Dentre esses micro-organismos, destaca-se o fungo Aspergillus niger. Neste trabalho, celulases foram obtidas cultivando-se A. niger em meio de cultura com os resÃduos lignocelulÃsicos bagaÃo de cana-de-aÃÃcar, palha de milho e palha de trigo prÃ-tratados com NaOH 4% como Ãnica fonte de carbono. Observou-se a cinÃtica da fermentaÃÃo com bagaÃo de cana-de-aÃÃcar prÃ-tratado com NaOH 4% como fonte de carbono. Foram analisadas diversas variÃveis que afetam a hidrÃlise enzimÃtica utilizando os trÃs resÃduos lignocelulÃsicos prÃ-tratados com NaOH 4% como substrato. As variÃveis analisadas foram: pH, temperatura, tempo de hidrÃlise enzimÃtica, fraÃÃo mÃssica de substrato e diluiÃÃo do caldo enzimÃtico. Avaliou-se a eficiÃncia dos prÃ-tratamentos dos resÃduos com NaOH 4% e com H2O2 1%. Avaliou-se o comportamento da atividade enzimÃtica submetendo os resÃduos lignocelulÃsicos a hidrÃlises enzimÃticas sucessivas. A desativaÃÃo enzimÃtica foi avaliada nas condiÃÃes de resfriamento e congelamento do caldo enzimÃtico. Nas condiÃÃes estudadas, foi concluÃdo que o Aspergillus niger produz celulases quando cultivado em meio com resÃduos lignocelulÃsicos prÃ-tratados como fonte de carbono. O tempo ideal para coleta do caldo enzimÃtico, com produtividade mÃxima, foi de aproximadamente 7 dias. O complexo celulÃsico nÃo sofre desativaÃÃo se armazenado a temperatura de -18ÂC (freezer) por 43 dias, mas perde sua atividade em 43% apÃs 48 h se armazenado a 4ÂC (geladeira). A palha de milho apresentou melhores resultados como fonte de carbono na fermentaÃÃo e como substrato na hidrÃlise, comparada com os outros resÃduos, com atividade enzimÃtica de 0,895 U/mL. O pH ideal para se conduzir a hidrÃlise foi 4,8 na temperatura de 50ÂC por 50 minutos. A fraÃÃo de substrato e a concentraÃÃo das enzimas afetam linearmente a atividade enzimÃtica. Os resÃduos prÃ-tratados proporcionaram melhores resultados de atividade enzimÃtica do que os resÃduos nÃo tratados. Os melhores resultados de atividade foram obtidos com os resÃduos tratados com soluÃÃo de H2O2 1%, com atividade de 0,655 U/mL para o bagaÃo de cana, 0,892 U/mL para a palha de milho e 0,801 U/mL para a palha de trigo. AlÃm disso, os resÃduos tratados com H2O2 podem sofrer quatro processos de hidrÃlise sucessivos, com o segundo processo rendendo a maior atividade enzimÃtica para todos os resÃduos prÃ-tratados.

ASSUNTO(S)

a. niger enzimas celulases resÃduos lignocelulÃsicos fermentation cellulase enzymes aspergillus niger lignocelulose fermentaÃÃo fungos - biotecnologia enzimas de fungos - aplicaÃÃes industriais lignocellulosic materials bagaÃo de cana processos industriais de engenharia quimica

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