Determinação do teor de glicose em bagaço de cana-de-açúcar hidrolizado pelo processo de conversão enzimática

Abstract

The production of ethanol and sugar from sugarcane juice generate as byproduct, the bagasse. Currently, the bagasse, an industrial lignocellulosic biomass, can be used for production of second-generation ethanol, since when it is submitted to hydrolytic processes generates fermentable sugars. The objective of this study was to produce fungal enzymes capable of hydrolyzing this lignocellulosic biomass to generate glucose. For this, we used the mushroom species Lentinula edodes, Pleurotus ostreatus, Pleurotus eryngii, and Pycnoporus sanguineus as potential sources of laccase, manganese peroxidase and lignin peroxidase enzymes, capable of hydrolyzing the crushed sugarcane. The hydrolysis process was performed with the highest enzymatic activities observed from laccase in L. edodes (39.23 U-mL after 25 day incubation), P. ostreatus (2.5 U U-mL after 27 day incubation), P. sanguineus (80 U-mL after 27 days of incubation) and P. eryngii (16.45 U-mL 15 days incubation). MnP and LiP showed no significant results. The enzymatic hydrolysis of sugarcane bagasse in natura (32,17% hemicellulose, cellulose 52,45% and 10,62% lignin) and bagasse hydrolyzate with 7,0% H2SO4 (0,20% hemicellulose, 68,82% to 25,33% cellulose and lignin) were evaluated for each enzymatic obtained. Compared to others, the enzymes produced by P. sanguineus incubated in sugarcane bagasse showed better efficiency resulting in glucose with an average content of 0,14 g-L. Although the levels of glucose determined in this work were low in relation to the literature, it can be stated that the laccase, manganese peroxidase and lignin peroxidase enzymes demonstrated good hydrolytic potential, especially those produced by the fungus P. sanguineus.

A produção de bioetanol e de açucares a partir do caldo de cana gera como um dos subprodutos, o bagaço. Atualmente, esse último, uma biomassa industrial lignocelulósica, pode ser aproveitado para produção de etanol de segunda geração, desde que previamente submetido a processos hidrolíticos para gerar açúcares fermentescíveis. O objetivo deste trabalho foi produzir enzimas fúngicas capazes de hidrolizar a biomassa agroindustrial a fim de gerar glicose. Para tanto, foram utilizados os cogumelos Lentinula edodes, Pleurotus ostreatus, Pleurotus eryngii e Pycnoporus sanguineus como potenciais fontes produtoras das enzimas lacase, manganês peroxidase (MnP) e lignina peroxidase (LiP), capazes de hidrolisar o bagaço de cana-de-açúcar. A partir das maiores atividades enzimáticas observadas para lacase em L. edodes (39,23 U-mL ao 25º dia de incubação), P. ostreatus (2,5 U-mL ao 27º dia de incubação), P. sanguineus (80 U-mL ao 27º dia de incubação) e P. eryngii (16,45 U-mL ao 15º dia) foram realizadas o processo de hidrólise. As enzimas MnP e LiP não apresentaram resultados expressivos. A hidrólise enzimática do bagaço de cana in natura (32,17% de hemicelulose, 52,45% de celulose e 10,62% de lignina) e o bagaço de cana hidrolisado com H2SO4 7,0% (0,20% de hemicelulose, 68,82% de celulose e 25,33% de lignina) foram avaliados para cada conjunto enzimático obtido. Comparado aos demais, as enzimas produzidas pelo P. sanguineus incubado em bagaço in natura apresentaram uma melhor eficiência na conversão dos açúcares, com teor médio de 0,14 g-L de glicose. Embora os baixos teores de glicose determinada nesse trabalho, em relação com a literatura, pode-se afirmar que as enzimas lacase, manganês peroxidase e lignina peroxidase, demonstraram ter potencial hidrolítico, principalmente para as produzidas pelo fungo P. sanguineus.