Produção de celulases e hidrólise enzimática de materiais lenhocelulósicos para a produção de biocombustíveis

• Autor(a) principal: Ferreira, Susana Margarida Paraíso
• Data de Publicação: 2008
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.6/2491
• topic: Trichoderma reesei; Residuos florestais; Hidrólise enzimática; Biocombustíveis

Um dos maiores desafios para a sociedade de século XXI é acompanhar a grande procura de energia para transportes, aquecimento e processos industriais. Durante as últimas décadas, o consumo excessivo de combustíveis fósseis, tem levado à procura de novos combustíveis, principalmente de origem renovável. Assim, a produção de energias renováveis (biocombustíveis) tais como etanol, a partir da biomassa proveniente dos resíduos florestais, poderá apresentar uma fonte alternativa aos combustíveis fósseis. A área florestal de Portugal pode ser vista como uma fonte de grandes quantidades de resíduos florestais, nomeadamente giesta (Cytisus striatus) e esteva (Cistus ladanifer), arbustos nativos do país e considerados em muitas regiões como plantas invasivas. Para além, de a aplicação destes resíduos em bioprocessos ser favorável, pois apresentam-se como um substrato alternativo, também facilita a resolução do problema da sua eliminação. Assim é importante a optimização dos diferentes passos de produção de etanol a partir destes materiais lenhocelulósicos, designadamente do processo de hidrólise da celulose, que neste trabalho foi desenvolvido como um passo de hidrólise enzimática. A produção de celulases é um assunto chave na hidrólise enzimática de materiais lenhocelulósicos, pelo que é de grande importância conhecer o comportamento do fungo durante a cultura. Em muitos casos, a morfologia do fungo influencia directa ou indirectamente a produtividade das fermentações com fungos, sendo, nosso objectivo avaliar os efeitos da suplementação do meio de cultura com tampões na morfologia e produção de celulases pelo Trichoderma reesei Rut C30. Neste trabalho, foi estudada a morfologia e produção de celulases em culturas em balão pela suplementação do meio com diferentes sistemas tamponantes a duas concentrações e pH diferentes, usando-se o meio sem tampão como controlo. Os resultados sugerem que a morfologia do fungo é significativamente dependente da adição de diferentes tampões ao meio de crescimento. A morfologia micelial mostra uma clara transição, em culturas com variação do sistema tamponante e concentração dos tampões, de uma forma de agregados a “pellets”. A mais elevada actividade sobre o papel de filtro foi obtida usando o tampão succinato a uma concentração de 100mM e pH 4.8, correspondendo a uma morfologia micelial dispersa. Neste trabalho, a hidrólise enzimática da esteva e da giesta foi estudada empregando numa primeira fase ensaios preliminares e de seguida estratégias estatísticas para resolução de problemas, como o método de Plackett- Burman e o “Central Composite Design”. O primeiro método foi utilizado com o objectivo de proceder a uma selecção das variáveis a estudar mais importantes a partir de um estudo simultâneo da influência de diversas condições operacionais e reaccionais, e o segundo de optimizar o processo de hidrólise enzimática, por variação de pH, temperatura, concentração de celulases, concentração do polímero adicionado e tempo de reacção. O estudo do processo de hidrólise enzimática segundo uma metodologia de resposta de superfície não permitiu o ajuste de um modelo estatístico para optimização do processo, mas possibilitou um estudo do processo quanto à influência das variáveis estudadas, verificando-se uma variabilidade devida ao tipo de substrato usado.