Melhoramento de coquetéis enzimáticos para a hidrólise do bagaço de cana-de-açúcar

O alto custo da hidrolise enzimatica para a conversao de biomassa lignocelulosica e um problema recorrente que limita a producao de bioetanol a partir desta fonte renovavel e altamente energetica. Muitos fatores afetam a eficiencia do processo de hidrolise, como a recalcitrância do substrato lignocelulosico, eficiencia do pre-tratamento, proporcoes e cargas das enzimas, inibidores e perda de atividade devido a adsorcao nao especifica. Somado a estes fatores, o alto custo de producao de coqueteis enzimaticos limita a carga enzimatica, o que contribui para a inviabilizacao tecnica e economica do processo. Dentre as abordagens consideradas promissoras para otimizar a reacao de hidrolise, pode-se destacar o desenvolvimento de coqueteis artificiais bem balanceados envolvendo diferentes classes de enzimas. Este projeto estuda coqueteis enzimaticos otimizados para a hidrolise do bagaco de cana-de-acucar pre-tratado, onde as enzimas provieram tanto de fonte comercial quanto de cultivos microbianos (Trichoderma reesei e Escherichia coli geneticamente modificada), seguidas de purificacao. Planejamento experimental de mistura lattice simplex, seguido de planejamento fatorial, foram utilizados para a otimizacao da proporcao enzimatica. Em ambos os experimentos, a concentracao de glicose liberada (g/L) foi a resposta avaliada. A fim de se reduzir o consumo de reagente, as hidrolises foram conduzidas em escala reduzida, cuja metodologia foi validada neste trabalho. A mistura enzimatica otimizada, compreendida da fracao T. reesei (80%), endoglucanase (10%) e ?-glicosidase (10%), foi capaz de converter 68,36% ± 5,57 da celulose contida no bagaco hidrotermico, enquanto que os coqueteis comerciais Cellic CTec H2 e Celluclast converteram 70,43% ± 5,03 e 49,11% ± 0,49 do mesmo material, respectivamente, sob as mesmas condicoes de operacao. Desta forma, este trabalho contribuiu com a identificacao de atividades necessarias e de suas proporcoes otimas para melhorar o coquetel enzimatico de T. reesei, resultando no aumento da conversao do bagaco hidrotermico. As estrategias de purificacao de proteinas e analises de planejamento experimental e de sinergismo podem ser empregadas para a obtencao de coqueteis melhorados feitos sob medida para a hidrolise de outros materiais. Abstract