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Desenvolvimento de tecnologias ecológicas para a hidrólise de biomassa e resíduos da indústria de celulose e papel

Resumo

O Brasil é o país com a maior biodiversidade do mundo. A microbiota presente nos diferentes biomas brasileiros permanece quase desconhecida e minimamente estudada, representando grande potencial para descoberta, aplicação em pesquisas científicas e atividades industriais. Considerando a grande biodiversidade do Brasil, em 2010, o Sistema Nacional de Pesquisa em Biodiversidade (SISBIOTA-Brasil) começou a isolar fungos de todos os biomas brasileiros, aumentando o potencial de obtenção de diferentes enzimas com interesses biotecnológicos e industriais. Portugal e o Brasil representam um grande mercado consumidor e produtor de diversos compostos, mas quando se trata de enzimas, os dois países ainda têm pouca expressão. Nos últimos 30 anos tem havido um enorme aumento no interesse e pesquisa de enzimas que degradam os compostos lignocelulósicos, principalmente devido ao excedente de resíduos, por exemplo, das agroindústrias, que geram toneladas de lixo diariamente, o que muitas vezes se torna um problema de poluição ambiental. Portanto, é necessário maximizar o uso de matéria orgânica, reduzindo a geração de resíduos e obtendo produtos com alto valor agregado. O material lignocelulósico consiste principalmente de três tipos diferentes de compostos: celulose, hemicelulose e lignina, que estão associados entre si e em diferentes proporções, dependendo do vegetal. A conversão enzimática tem sido um método que vem ganhando destaque entre a tecnologia para converter biomassa lignocelulósica em compostos de alto valor agregado. Este processo utilizou principalmente xilanases, celulases e ligninases. Nesse contexto, o presente projeto tem como objetivo a avaliação de diferentes tecnologias ecologicamente corretas para o pré-tratamento dos resíduos agroindustriais / florestais (como resíduos da indústria de papel e celulose: lodo de papel e casca de eucalipto) com o objetivo de facilitar o acesso das enzimas fúngicas aos componentes estruturais. Para isso serão priorizados os pré-tratamentos físico-químicos: aquecimento ôhmico e auto-hidrólise, para a extração de compostos derivados da hemicelulose. Paralelamente, será realizada a triagem dos fungos filamentosos obtidos no projeto SISBIOTA utilizando os resíduos das indústrias de arroz, café, cerveja, feijão, milho e papel como fonte indutora. As enzimas produzidas serão caracterizadas quanto aos seus parâmetros físico-químicos e imobilizadas em diferentes substratos, visando uma melhora na hidrólise enzimática desses resíduos. Em seguida, um coquetel de enzimas será projetado para ser aplicado no pré-tratamento biológico (enzimático) dos componentes lignocelulósicos (celulose, hemicelulose e lignina), visando gerar produtos de alto valor agregado. Os produtos obtidos serão explorados na produção de compostos com interesse industrial, como xilooligossacarídeos, bioetanol e compostos antioxidantes / antimicrobianos. (AU)

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Publicações científicas (15)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
DESAGIACOMO, CARLA CRISTINA VILLELA; ALNOCH, ROBSON CARLOS; PINHEIRO, VANESSA ELISA; CEREIA, MARIANA; MACHADO, CARLA BOTELHO; DAMASIO, ANDRE; AUGUSTO, MARLEI JOSIELE; PEDERSOLI, WELLINGTON; SILVA, ROBERTO NASCIMENTO; POLIZELI, MARIA DE LOURDES TEIXEIRA DE MORAES. Structural model and functional properties of an exo-polygalacturonase from Neosartorya glabra. International Journal of Biological Macromolecules, v. 186, p. 909-918, . (14/50884-5, 20/00081-4, 18/07522-6, 17/22669-0)
SCARCELLA, ANA SILVIA DE ALMEIDA; PASIN, THIAGO MACHADO; DE OLIVEIRA, TASSIO BRITO; DE LUCAS, ROSYMAR COUTINHO; FERREIRA-NOZAWA, MONICA STROPA; DE FREITAS, EMANUELLE NEIVERTH; VICI, ANA CLAUDIA; BUCKERIDGE, MARCOS SILVEIRA; MICHELIN, MICHELE; POLIZELI, MARIA DE LOURDES TEIXEIRA DE MORAES. Saccharification of different sugarcane bagasse varieties by enzymatic cocktails produced by Mycothermus thermophilus and Trichoderma reesei RP698 cultures in agro-industrial residues. ENERGY, v. 226, . (14/50884-5, 18/07522-6, 10/52322-3, 17/09000-4)
PINHEIRO, VANESSA ELISA; HORVATH, ILONA SARVARI; LUNDIN, MAGNUS; POLIZELI, MARIA DE LOURDES TEIXEIRA DE MORAES. Screening and cocktail optimization using experimental mixture design: enzymatic saccharification as a biological pretreatment strategy. BIOFUELS BIOPRODUCTS & BIOREFINING-BIOFPR, v. 15, n. 5, p. 1447-1460, . (10/52322-3, 18/07522-6, 14/50884-5)
DE FREITAS, EMANUELLE N.; KHATRI, VINAY; WU, JIE; TAKADA, MASATSUGU; SCARCELLA, ANA SILVIA DE A.; MARTINEZ, CARLOS ALBERTO; SADDLER, JACK N.; POLIZELI, MARIA DE LOURDES T. M.. Structural and compositional changes induced by hydrothermal and organosolv pretreatments impacts enzymatic hydrolysis of a tropical forage grass grown under future climate conditions. INDUSTRIAL CROPS AND PRODUCTS, v. 171, . (17/23989-9, 18/07522-6, 19/07141-5, 08/57908-6, 08/58075-8)
PINHEIRO, VANESSA ELISA; DE ALMEIDA, PAULA ZAGHETTO; POLIZELI, MARIA DE LOURDES TEIXEIRA DE MORAES. Statistical optimization of cornmeal saccharification using various hydrolases. BIOMASS CONVERSION AND BIOREFINERY, . (10/52322-3, 18/07522-6)
DE FREITAS, EMANUELLE NEIVERTH; ALNOCH, ROBSON CARLOS; CONTATO, ALEX GRACA; NOGUEIRA, V, KAROLINE MARIA; CREVELIN, EDUARDO JOSE; BERALDO DE MORAES, LUIZ ALBERTO; SILVA, ROBERTO NASCIMENTO; MARTINEZ, CARLOS ALBERTO; POLIZELI, MARIA DE LOURDES T. M.. Enzymatic Pretreatment with Laccases from Lentinus sajor-caju Induces Structural Modification in Lignin and Enhances the Digestibility of Tropical Forage Grass (Panicum maximum) Grown under Future Climate Conditions. INTERNATIONAL JOURNAL OF MOLECULAR SCIENCES, v. 22, n. 17, . (18/07522-6, 19/07141-5, 08/57908-6, 17/23989-9, 08/58075-8, 20/00081-4)
PASIN, THIAGO MACHADO; DE OLIVEIRA, TASSIO BRITO; DE ALMEIDA SCARCELLA, ANA SILVIA; DE MORAES POLIZELI, MARIA DE LOURDES TEIXEIRA; GUAZZARONI, MARIA-EUGENIA. Perspectives on Expanding the Repertoire of Novel Microbial Chitinases for Biological Control. Journal of Agricultural and Food Chemistry, v. 69, n. 11, p. 3284-3288, . (18/07522-6, 17/09000-4)
DE ALMEIDA, PAULA ZAGHETTO; DE OLIVEIRA, TASSIO BRITO; DE LUCAS, ROSYMAR COUTINHO; SANTOS SALGADO, JOSE CARLOS; PEREZ, MALENA MARTINEZ; GALAN, BEATRIZ; GARCIA, JOSE LUIS; TEIXEIRA DE MORAES POLIZELI, MARIA DE LOURDES. Heterologous production and biochemical characterization of a new highly glucose tolerant GH1 beta-glucosidase from Anoxybacillus thermarum. Process Biochemistry, v. 99, p. 1-8, . (18/07522-6, 17/09000-4, 14/50884-5)
ARANHA, GUILHERME MAURO; CONTATO, ALEX GRACA; DOS SANTOS SALGADO, JOSE CARLOS; DE OLIVEIRA, TASSIO BRITO; RETAMIRO, KARINA MIYUKI; ORTOLAN, GUILHERME GUIMARAES; CREVELIN, EDUARDO JOSE; NAKAMURA, CELSO VATARU; BERALDO DE MORAES, LUIZ ALBERTO; PERALTA, ROSANE MARINA; et al. iochemical characterization and biological properties of mycelium extracts from Lepista sordida GMA-05 and Trametes hirsuta GMA-01: new mushroom strains isolated in Brazi. Brazilian Journal of Microbiology, v. 53, n. 1, p. 349-358, . (18/07522-6, 17/25862-6, 14/50884-5)
ALNOCH, ROBSON CARLOS; DOS SANTOS, LEANDRO ALVES; DE ALMEIDA, JANAINA MARQUES; KRIEGER, NADIA; MATEO, CESAR. Recent Trends in Biomaterials for Immobilization of Lipases for Application in Non-Conventional Media. CATALYSTS, v. 10, n. 6, . (20/00081-4, 18/07522-6)
DE FREITAS, EMANUELLE N.; KHATRI, VINAY; CONTIN, DANIELE R.; DE OLIVEIRA, TASSIO B.; CONTATO, ALEX G.; PERALTA, ROSANE M.; DOS SANTOS, WANDERLEY D.; MARTINEZ, CARLOS A.; SADDLER, JACK N.; POLIZELI, MARIA DE LOURDES T. M.. limate change affects cell-wall structure and hydrolytic performance of a perennial grass as an energy cro. BIOFUELS BIOPRODUCTS & BIOREFINING-BIOFPR, v. 16, n. 2, . (08/58075-8, 08/57908-6, 17/23989-9, 19/07141-5, 18/07522-6)
CONTATO, ALEX GRACA; DE OLIVEIRA, TASSIO BRITO; ARANHA, GUILHERME MAURO; DE FREITAS, EMANUELLE NEIVERTH; VICI, ANA CLAUDIA; VIEIRA NOGUEIRA, KAROLINE MARIA; DE LUCAS, ROSYMAR COUTINHO; DE ALMEIDA SCARCELLA, ANA SILVIA; BUCKERIDGE, MARCOS SILVEIRA; SILVA, ROBERTO NASCIMENTO; et al. Prospection of Fungal Lignocellulolytic Enzymes Produced from Jatoba (Hymenaea courbaril) and Tamarind (Tamarindus indica) Seeds: Scaling for Bioreactor and Saccharification Profile of Sugarcane Bagasse. MICROORGANISMS, v. 9, n. 3, . (18/07522-6, 18/25898-3, 17/25862-6, 17/23989-9, 14/50884-5, 17/09000-4, 08/57908-6)
SOARES, GLEYDISON AMARANTE; ALNOCH, ROBSON CARLOS; SILVA DIAS, GLAUCO; SANTOS REIS, NADABE DOS; TAVARES, IASNAIA MARIA DE CARVALHO; RUIZ, HECTOR A.; BILAL, MUHAMMAD; DE OLIVEIRA, JULIETA RANGEL; KRIEGER, NADIA; FRANCO, MARCELO. Production of a fermented solid containing lipases from Penicillium roqueforti ATCC 10110 and its direct employment in organic medium in ethyl oleate synthesis. Biotechnology and Applied Biochemistry, . (18/07522-6)
PINHEIRO, VANESSA ELISA; WAINAINA, STEVEN; TEIXEIRA DE MORAES POLIZELI, MARIA DE LOURDES; HORVATH, ILONA SARVARI. Anaerobic digestion of cornmeal - the effect of crude enzyme extract and co-digestion with cow manure. BIOFUELS BIOPRODUCTS & BIOREFINING-BIOFPR, . (14/50884-5, 18/07522-6)
SCARCELLA, ANA SILVIA DE ALMEIDA; PASIN, THIAGO MACHADO; DE LUCAS, ROSYMAR COUTINHO; FERREIRA-NOZAWA, MONICA STROPA; DE OLIVEIRA, TASSIO BRITO; CONTATO, ALEX GRACA; GRANDIS, ADRIANA; BUCKERIDGE, MARCOS SILVEIRA; POLIZELI, MARIA DE LOURDES TEIXEIRA DE MORAES. Holocellulase production by filamentous fungi: potential in the hydrolysis of energy cane and other sugarcane varieties. BIOMASS CONVERSION AND BIOREFINERY, . (18/07522-6, 14/50884-5, 19/13936-0, 10/52322-3)

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