Influência anatômica da cana-de-açúcar em processos de extração de hemiceluloses e uso como substrato em atividade enzimática - Melati, Ranieri Bueno [UNESP] (2018)
Materiais como o bagaço de cana-de-açúcar, são fartos na natureza e representam fontes renováveis para a extração de moléculas de interesse econômico, como as hemiceluloses. Entretanto, os métodos de extração dessas macromoléculas precisam ser melhor desenvolvidos para aplicação industrial. Deste modo, o objetivo principal do trabalho foi o desenvolvimento de uma metodologia de extração de hemicelulose com alto rendimento e pureza utilizando frações da biomassa de cana-de-açúcar: folha e colmo: entrenó, nó e fração externa. Foram avaliadas duas estratégias: uma prévia deslignificação da biomassa; e deslignificação da hemicelulose extraída de material não deslignificado. As hemicelulose extraídas foram avaliadas como substrato para determinação de atividade enzimática de xilanase. O método de extração de hemicelulose empregou 10g de cada biomassa tratadas com peróxido de hidrogênio em concentrações de 3 e 6% (m/v), em volume reacional de 200mL, por 4h, a 75 rpm, a 25˚C. Após a reação, o pH foi corrigido com HCl 6 mols/L até 6, e cerca de 4 lavagens com etanol foram aplicadas. As reações de deslignificação das biomassas ocorreram em condições específicas para cada reagente: clorito de sódio (5, 10 e 20% m/m a 80°C/1 a 3h), peróxido de hidrogênio (5, 10 e 20% m/m a 25°C/4h) e sulfito de sódio (5,10 e 20% m/m a 121°C/30 min). A deslignificação da hemicelulose seguiu a mesma metodologia da deslignificação da biomassa, no entanto com concentração de 10% do reagente de deslignificação. A atividade enzimática de xilanase, foi realizada com extrato comercial utilizando as hemiceluloses extraídas e deslignificadas como substrato. As hemiceluloses extraídas foram monitoradas quanto a sua solubilidade e condutividade em solução. Os resultados de extração com 3 e 6% de peróxido mostraram valores entre 7 a 29% de rendimento. Os teores de lignina residual se mostraram coerentes com a literatura, ficando entre 4 a 10%. A deslignificação da biomassa previamente a extração de hemicelulose apresentou melhores resultados, rendendo entre 26,22% a 47,09%, com teor de lignina residual de 0,6% a 17,09%. A deslignificação da hemicelulose apresentou melhores resultados com o emprego de peróxido de hidrogênio, com redução de 58,44% do teor inicial de lignina. As maiores atividades enzimáticas foram obtidas com as hemicelulose provenientes da biomassa deslignificada com peróxido de hidrogênio 5 e 10% (174,97 e 166,12 UI mL-1). Os testes de solubilidade e pureza (baixa presença de sal) apontam que as hemiceluloses extraídas apresentaram características semelhante ou melhor que a xilana comercial. Na deslignificação das biomassas, o peróxido de hidrogênio foi o reagente que apresentou melhor resultado ao rendimento, pureza e solubilidade da hemicelulose. Este reagente também foi melhor na deslignificação das hemiceluloses, resultando menor teor de lignina residual. Para produzir um substrato para atividade enzimática a estratégia de deslignificação da biomassa previamente a extração de hemicelulose foi mais adequada, apresentando maior atividade enzimática.