Купить СНПЧ А7 Архангельск, оперативня доставка

crosscheckdeposited

Aplicação do Planejamento Fatorial 24 na Hidrólise Enzimática do Bagaço de Cana-de-Açúcar

DOI: http://dx.doi.org/10.15871/1517-8595/rbpa.v14n3p275-280

http://rbpaonline.com/

downloadpdf

David A. Lima1 & Ester R. Gouveia2

 

Resumo: O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos de quatro variáveis sobre a hidrólise enzimática do bagaço de cana-de-açúcar, simulando a mudança de temperatura e de agitação que ocorrem na sacarificação e fermentação simultâneas (SSF), após inoculação da levedura, bem como o efeito da presença de etanol e do número de etapas de adição das enzimas. Foi aplicado um planejamento fatorial 24 com os seguintes fatores e níveis: temperatura (50 e 37ºC), agitação (150 e 80 rpm), concentração de etanol (0 e 1% V/V) e número de etapas de adição das enzimas (uma ou duas etapas). Os experimentos foram realizados em frascos contendo: celulases (15 FPU/g celulose), -glucosidase (10 % V/V), tampão de citrato de sódio (pH 4,8) e bagaço de cana-de-açúcar deslignificado (2 %). Após o tratamento dos dados, dentre os quatro fatores investigados, apenas o número de etapas de adição das enzimas foi significativo e isso só ocorreu na sacarificação.

Palavras-chave: Planejamento factorial, celulases, -glucosidase, bagaço de cana-de-açúcar.

 

Abstract: The objective of this study was to evaluate of the effects of four factors on the enzymatic hydrolysis, to simulate the conditions used in simultaneous saccharification and fermentation (SSF) of sugarcane bagasse for ethanol production. We applied a factorial design 24 with the following factors and levels: temperature (50 and 37 degrees), agitation (150 and 80 rpm), ethanol concentration (0 and 1% V / V) and number of steps of adding enzymes (1 and 2). The experiments were performed in flasks with: cellulase (15 FPU / g cellulose) and -glucosidase (5% v / v) sodium citrate buffer (pH 4.8) and bagasse (2% w / v). After statistical analysis of the four factors, only the number of steps of addition of enzymes was significant on the speed of enzymatic hydrolysis, besides a negative effect on it, reducing its speed.

Key words: Fatorial design. celulases. -glucosidase. sugarcane bagasse.

 

1 Graduando do curso de Biomedicina na Universidade Federal de Pernambuco; estagiário de iniciação científica no laboratório de Processos Biotecnológicos da Universidade Federal de Pernambuco; davidalima_@hotmail.com.
2 Doutorado em Engenharia Química pela Universidade Federal de São Carlos; Mestrado em Engenharia Química pela Universidade Federal de Pernambuco; atua como professor adjunto III e pesquisadora da Universidade Federal de Pernambuco, na área de biotecnologia; estergouveia@gmail.com

 

Literatura citada

Adsul, M.G.; Ghuleb, J.E.; Singhb, R.; Shaikhb, H. (2005). Polysaccharides from bagasse: applications in cellulase and xylanase production. Carbohydr. Polym., 57, 67-72.

Callegari-Jacques, S. M. (2003). Bioestatística: princípios e aplicações. 1ª edição. Artmed Editora SA. Porto Alegre, Brasil.

Gouveia, E.R.; Nascimento, R.T.; Souto-Maior, A.M.; Rocha, G.J.M., Validation of methodology for the chemical characteriza-tion of sugar cane bagasse. Quim. Nova. v.32, n.6, 1500-1503, 2009.

Ghose, T. K., Measurement of cellulase activities. Pure Appl. Chem. v.59, n.2, p. 257-268, 1987.

Hongzhang C.; Shengying J. (2006). Effect of ethanol and yeast on cellulose activity and hydrolysis of crystalline cellulose. Enzym. Microb. Technol., 39, 1430-1432.

Martín, C.; Marcet, M.; Almazán, O.; Jönsson, L.J. (2006). Adaptation of a recombinant xylose-utilizing Saccharomyces cerevisiae strain to a sugarcane bagasse hydrolysate with high content of fermentation inhibitors. Bioresour. Technol., 98, 1767-1773.

Martin, C.; Marcet, M.; Thomsen, A.B. (2008). Comparison between wet oxidation and steam explosion as pretreatment methods for enzymatic hydrolysis of sugarcane bagasse. Bioresour. Technol., 3, 670-683.

Olofsson, K.; Bertilsson, M.; Lidén, G. (2008). A short review on SSF an interesting process option for ethanol production from lignocellulosic feedstocks. Biotechnology for Biofuel 1 Disponível em <http://www.biotechnologyforbiofuels.com/>. Acesso em: 02 de maio de 2009.

Palmqvist, E. ; Hahn-H, B. (2000) Fermentation of lignocellulosic hydrolysates II: inhibitors and mechanisms of inhibition. Bioresour. Technol., v. 74, 25-33, 2000.

Philippidis, G.P.; Smith, T.K.; Wyman, C.E. (1993). Study of the enzymatic hydrolysis of cellulose for production of fuel ethanol by the simultaneous saccharification and fermentation process. Biot. Bioeng., 41, 846–853.

Sun, Y.; Cheng, J. (2002). Hidrolysis of lignocellulosic materials for ethanol production: a review. Bioresour. Technol., 83, 1-11.

Wilkins, M.R., Widmer, W.W., Grohmann, K., (2007). Simultaneous saccharification and fermentation of citrus peel waste by Saccharomyces cerevisiae to produce ethanol. Process Biochem. 42, 1614–1619.