Desenvolvimento de bioprocesso de hidrólise enzimática e fermentação simultânea para a produção de etanol a partir de bagaço de cana-de-açúcar

O bagaço de cana-de-açúcar representa o principal material lignocelulósico em países tropicais, com alto conteúdo de carboidratos e baixo teor de lignina.

No Brasil, a cana-de-açúcar (Saccharum spp.) é um dos mais importantes produtos agrícolas, gerando em um ano, após seu aproveitamento nas usinas, cerca de 91,8 milhões de toneladas de bagaço.

Devido ao alto conteúdo de carboidratos, o bagaço de cana-de-açúcar pode ser empregado para a produção de etanol e/ou outros produtos, dentro do contexto de biorrefinaria. Os materiais lignocelulósicos contêm entre 55 e 75% (em peso seco) de carboidratos; o bagaço de cana-de-açúcar é composto de 38,1% celulose, 28,4% hemicelulose, 18,4% lignina e 15,1% proteínas e cinzas.

A celulose é um biopolímero de glicose unidas por ligações b-(1,4), sendo composta por regiões amorfas e cristalinas. Para conseguir o fácil aceso até a celulose, por parte das enzimas celulolíticas, é necessário que o material lignocelulósico seja submetido a pré-tratamentos, muitos dos quais têm sido avaliados técnica e economicamente visando melhorar a hidrólise enzimática.

Na conversão da celulose a açúcares fermentáveis é empregado um complexo enzimático denominado celulases. Este complexo é composto por 3 tipos de enzimas que atuam sinergicamente: endoglucanases (EC 3.2.1.4), exoglucanases (glucoidrolase EC 3.2.1.74 e celobioidrolase EC 3.2.1.91) e b-glucosidases (EC 3.2.1.21). Freqüentemente, o custo do pré-tratamento e das enzimas empregadas na hidrólise enzimática são ainda o principal obstáculo econômico para a comercialização das tecnologias de conversão de biomassa.

O objetivo deste trabalho foi desenvolver um processo de sacarificação e fermentação simultâneas (Simultaneous Saccharification and Fermentation, SSF), com a avaliação de diversos fatores que possuem um papel importante neste processo.

Como resultados deste estudo foram obtidos:

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