Cellooligosaccharides and xylooligosaccharides production from sugarcane bagasse and cotton residues using chemical, physical and biological approaches

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Felipuci, Jefferson Poles [UNESP]
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Oligosaccharides; Biomass; Sugarcane bagasse; Cotton; Enzymatic hydrolysis; Oligossacarídeos; Biomassa; Bagaço de cana-de-açúcar; Algodão; Hidrólise enzimática
• Link de acesso: https://hdl.handle.net/11449/260014

Celo-oligosacarídeos (COS) e xilo-ogosacarídeos (XOS) são oligômeros com interesse em diversas áreas, como a agricultura e a indústria alimentícia. A produção de COS e XOS depende do pré-tratamento envolvido na biomassa. Este estudo foi dedicado à produção de COS e XOS a partir de duas biomassas diferentes: bagaço de cana-de-açúcar e resíduo de algodão. Os métodos envolveram pré-tratamento químico, físico e biológico, e uma combinação deles. Também, para ambos os estudos, foram realizadas análises por raios-x, FTIR-ATR e microscópio eletrônico de varredura (MEV). Para o bagaço de cana, o objetivo foi a produção de COS e XOS por combinação de pré-tratamentos físicos e biológicos, enquanto que para o resíduo de algodão o objetivo foi a produção de COS utilizando pré-tratamentos químicos, físicos e biológicos, individualmente. O bagaço de cana foi pré-tratado biologicamente por 5 meses com Coniophora puteana (CBMAI 0870), Gloeophyllum trabeum (CBMAI 0872) e Pleurotus ostreatus (CCIBt 2338). Uma parte da biomassa foi moída em esferas e a outra parte foi moída com faca, então a hidrólise enzimática com celulase e xilanase foi aplicada em diferentes cargas de enzimas. Após cinco meses de pré-tratamento com C. puteana, seguido de hidrólise enzimática utilizando celulase a 50 UI/g em combinação com moagem com faca, o rendimento de COS atingiu 26,23%. Em contraste, quando o mesmo pré-tratamento foi aplicado, mas com moagem de esferas, o rendimento de COS aumentou para 36,65%. O melhor resultado do XOS foi 78,12% de rendimento após o pré-tratamento biológico com G. trabeum após 1 mês de pré-tratamento. Para o resíduo de algodão, foi utilizado NaOH com diferentes concentrações e temperaturas, moagem em esferas com três tempos diferentes de reações e pré-tratamento biológico utilizando crescimento de Gloeophyllum trabeum (CBMAI 0872) por 15 dias em meio líquido. O rendimento de COS atingiu 8,68% a partir do algodão não tratado com 100 UI/g de enzima, contra 11,61% de COS que foi alcalino pré-tratado com 50% de NaOH (m/m) a 100 ºC. O pré-tratamento biológico atingiu 9,13% do rendimento de COS utilizando a mesma quantidade de enzima. Além disso, o método de moagem por esferas obteve o melhor rendimento de COS, atingindo 30,11% após 6 h de moagem. Para ambos os estudos, as análises de raios-x, FTIR-ATR e MEV mostraram diferenças nas biomassas em comparação com as não tratadas, principalmente após o pré-tratamento da moagem de esferas, diminuindo drasticamente o índice de cristalinidade, de 65,38% do índice de cristalinidade da amostra não tratada para 47,85% após 3 h de moagem de esferas. Este estudo examina os efeitos de pré-tratamentos químicos, físicos e biológicos em bagaço de cana-de-açúcar e algodão na produção de COS e XOS.