Caracterização físico-química do bagaço de cana-de-açúcar após diversos pré-tratamentos visando melhorar o rendimento de hidrólise enzimática

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Espirito Santo, Melissa Cristina do
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Bagaço de cana-de-açúcar; Physical techniques; Pré-tratamento; Pre-treatment; Sugarcane bagasse; Técnicas físicas
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/105/105131/tde-15072020-120228/

No Brasil o emprego de resíduos sucroalcooleiros, como o bagaço da cana-de-açúcar, destaca-se como uma alternativa para ampliar a produção de etanol e reduzir as dependências com combustíveis fósseis. Os principais constituintes da parede celular desta biomassa são carboidratos que podem ser clivados em açúcares fermentescíveis via hidrólise enzimática. Para facilitar esta etapa e tornar o substrato acessível às enzimas, o material lignocelulósico deve ser submetido a um pré-tratamento, o qual irá influenciar as etapas subsequentes. No entanto é preciso investigar o efeito do pré-tratamento para melhor compreensão de como o mesmo irá afetar as etapas subsequentes. A utilização de diferentes técnicas físico-químicas auxilia no estudo de como a composição e estrutura da fibra está relacionada com a sacarificação enzimática. Assim, com o objetivo de contribuir neste estudo, foram empregados diferentes pré-tratamentos em diversas condições, sendo eles ácidos, hidrotérmico e explosão a vapor com e sem catalisadores externos, a fim de se compreender a sua atuação e influência no contexto de conversão glicosídica. Foi realizado a caracterização química por cromatografia líquida de alta eficiência e por ressonância magnética nuclear, além da hidrólise com diferentes cargas enzimáticas, utilizando Accelerase® suplementado com β-glicosidase, Cellic CTec e xilanase. Também foi realizado análise morfológica da biomassa, através de microscopia eletrônica de varredura e microscopia confocal. As análises físico-químicas revelaram a correlação entre o tempo de reação do pré-tratamento como proporcional ao efeito de desprendimento das fibras que constituem o bagaço, bem como a formação de aglomerados de lignina na superfície do mesmo. Também foi possível confirmar que há forte correlação entre a estrutura da lignina e a conversão enzimática, sendo que a mesma também é afetada pela presença de alto teor de derivados da hemicelulose, inibindo a ação de celulases. Por fim, por meio deste trabalho foi verificado que o fator de severidade não é suficientemente robusto para relacioná-lo com a eficiência do pré-tratamento aplicado.