Consórcios de enzimas microbianas aplicados à hidrólise de biomassa e silagem

Abstract

A aplicação de enzimas como biocatalizadores industriais oferecem inúmeras vantagens sobre os processos químicos tradicionais, principalmente no que diz respeito à sustentabilidade e eficiência do processo. A aplicação de enzimas tem impulsionado diversos setores industriais. Há um foco crescente no uso de enzimas para a conversão de biomassa lignocelulósica em biocombustíveis e químicos diversos, além da aplicação para a alimentação animal. Em ambas aplicações, as enzimas produzidas por fungos filamentosos apresentam vantagens e os resíduos agroindustriais representam uma importante fonte de carbono alternativa para a produção de enzimas. Assim, o desenvolvimento de coquetéis envolvendo diferentes enzimas com proporções ótimas tornam promissoras as reações de hidrólise enzimática em processos industriais e agropecuários. O objetivo deste trabalho foi utilizar biomassa lignocelulósica para produção de enzimas holocelulolíticas de fungos filamentosos, para a produção e otimização de um consórcio enzimático que atuasse de forma eficiente na hidrólise da biomassa lignocelulósica e como aditivo fibrolítico exógeno a silagem de milho. No total foram produzidos 16 extratos brutos que foram avaliados por ensaios de atividade enzimática, efeito de pH, temperatura, termoestabilidade. Os extratos de Trichoderma reesei cultivado em Casca de Soja (CSTR), Aspergillus terreus em Bagaço de cana (BCAT) e Aspergillus terreus em Palha de cana (PCAT) foram os selecionados para a confecção de consórcios enzimáticos. Para isso, adotou-se um planejamento de misturas simplex. As misturas enzimáticas otimizadas 1 (33% de cada extrato bruto), 4 (45% de CSTR, 45% de BCAT e 10% de PCAT) e 6 (75% PCAT, 35% CSTR e 5% de BCAT) foram avaliadas na hidrólise de casca de soja, palha de cana, palha de milho e LCC, além de parâmetros físico-químicos de termoestabilidade, efeitos de íons e compostos fenólicos. O consórcio 4 foi aplicado como aditivo fibrolítico exógeno na silagem de milho. Afim de aprimorar o consórcio 4 na hidrólise enzimática de bagaço de cana-de-açúcar pré-tratado hidrotermicamente, esse foi suplementando com a adição de enzimas, proteínas não hidrolíticas (β-glicosidase, lacase e expansina) e aditivos (surfactante e triptofano). A combinação consórcio 4 com tween e lacase apresentou uma liberação de açúcares redutores totais e glicose 123 e 136 %, respectivamente, superior a liberada pelo coquetel comercial Celluclast, sob as mesmas condições de operação com 48 horas de hidrólise.