Caracterização de nanocelulose do bagaço de laranja e imobilização de enzimas hidrolíticas visando seu aproveitamento durante a etapa da hidrólise de celulose
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Data de Publicação: | 2017 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) |
Texto Completo: | https://hdl.handle.net/20.500.12733/1632632 |
Resumo: | Orientador: Ljubica Tasic |
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Caracterização de nanocelulose do bagaço de laranja e imobilização de enzimas hidrolíticas visando seu aproveitamento durante a etapa da hidrólise de celuloseCharacterization of nanocellulose from orange bagasse and immobilisation of hydrolytic enzymes for its recovery during the step of cellulose hydrolysisNanoceluloseImobilizaçãoCelulasesNanocelluloseImmobilizationCellulasesOrientador: Ljubica TasicTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de QuímicaResumo: Os objetivos dessa tese de doutorado abrangem aplicações da nanotecnologia durante a exploração do bagaço de laranja (BL) para: (1) obtenção de um bionanomaterial de alto valor agregado ¿ nanocelulose; e (2) aplicação de nanopartículas, desenhadas para o reaproveitamento de hidrolases, na hidrólise do BL. O BL é um subproduto agroindustrial obtido após da extração do suco, sendo que cerca de 10 milhões de toneladas desse resíduo são produzidos no Brasil cada ano. Para a obtenção da nanocelulose foram empregados dois métodos: enzimático e físico-químico. A via enzimática baseou-se na aplicação de enzimas isoladas da bactéria Xanthomonas axonopodis pv. citri, o biomaterial obtido apresentou diâmetro médio de 10 nm e 63% da cristalinidade. Já o processo físico-químico levou a obtenção da nanocelulose com diâmetro médio de 20 nm e uma maior cristalinidade de 73%. Ressalta-se que foram investigados resíduos de restaurante e de indústria ¿ Citrosuco (Matão, SP, Brasil), sendo que esta última biomassa caracterizou-se por um maior rendimento e um menor consumo energético durante a etapa de fibrilação. Por outro lado, visando a produção de etanol de segunda geração (etanol-2G) a partir do bagaço da laranja, em escala piloto, uma estratégia de imobilização covalente do complexo enzimático comercial de Trichoderma reesei (Celluclast® 1,5 L) foi desenvolvida. As enzimas foram imobilizadas na superfície inerte funcionalizada de nanopartículas ferromagnéticas (NPM). A técnica de imobilização aumentou a vida útil e estabilidade das enzimas, visando uma redução de custos da hidrólise do BL. As nanopartículas do tipo casca-caroço tiveram como casca: (a) (3-aminopropil)trietoxisilano (APTES) ou (b) quitosana. As atividades específicas da endoglucanase e da ?-glicosidase foram maiores quando estas ligadas nas NPMs com casca de APTES. Os dois tipos de NPMs armadas com as enzimas apresentaram atividades residuais de ao redor de 65% após seis ciclos de hidrólise, contudo, o rendimento e viabilidade relacionados à liberação de glicose foram melhores para o sistema recoberto com quitosanaAbstract: The objectives of this doctoral thesis include applications of nanotechnology during the exploitation of orange bagasse (OB) to: (1) obtain a high added value bionanomaterial ¿ nanocellulose-; and (2) synhtesis and functionalization of nanoparticles, designed for reuse of hydrolases during the hydrolysis of OB. OB is an agro-industrial byproduct obtained after the extraction of the juice, with about 10 million tons of this residue being produced in Brazil each year. Two methods were used to obtain the nanocellulose: enzymatic and physicochemical. The enzymatic pathway was based on the application of enzymes isolated from the bacterium Xanthomonas axonopodis pv. citri and, the obtained biomaterial showed average diameter of 10 nm and 63% of crystallinity. The physico-chemical process led to the production of nanocellulose with an average diameter of 20 nm and a higher crystallinity of 73%. It¿s noteworthy that were investigated restaurant and industry waste - Citrosuco (Matão, SP, Brazil). On the other hand, a strategy of covalent immobilization of the commercial enzymatic complex of Trichoderma reesei (Celluclast® 1,5 L) was developed aiming the production of second generation ethanol from the orange bagasse on pilot scale. The enzymes were immobilized on the functionalized inert surface of ferromagnetic nanoparticles (MNPs). The immobilization technique increased the shelf life and stability of the enzymes, aiming at a reduction of costs associated to the hydrolysis of lignocellulosic biomass. The shell-like nanoparticles had as their shell: (a) (3-aminopropyl) triethoxysilane (APTES) or (b) chitosan. The specific activities of endoglucanase and ?-glycosidase were higher when bound in MNPs with APTES as shell. The two types of MNPs binded with the enzymes showed residual activities of around 65% after six cycles of hydrolysis; however, yield and viability related to glucose release were better for the chitosan-coated systemDoutoradoQuímica OrgânicaDoutora em CiênciasCAPES[s.n.]Tasic, Ljubica, 1970-Bonon, Anderson de JesusRezende, Camila Alves deMoran, Paulo José SamenhoMurakami, Letícia Maria ZanphorlinUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de QuímicaPrograma de Pós-Graduação em QuímicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASMariño Bohórquez, Mayra Alejandra, 1985-20172017-10-18T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf1 recurso online (135 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1632632MARIÑO BOHÓRQUEZ, Mayra Alejandra. Caracterização de nanocelulose do bagaço de laranja e imobilização de enzimas hidrolíticas visando seu aproveitamento durante a etapa da hidrólise de celulose. 2017. 1 recurso online (135 p.) Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1632632. Acesso em: 3 set. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/990317Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDFporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2018-01-31T15:52:45Zoai::990317Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2018-01-31T15:52:45Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false |
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