Otimização do cultivo de Aspergillus brasiliensis 3.7TA visando uma maior produção de celulases para fins de aplicação na hidrólise da biomassa de cana-de-açúcar para a produção de etanol 2G

Abstract

As celulases produzidas por fungos filamentosos têm recebido grande atenção, pois têm um enorme potencial para processar a biomassa celulósica mais abundante neste planeta e transformá-la em biocombustíveis sustentáveis e outros produtos de valor agregado. A ação sinérgica de endoglucanases, exoglucanases e β-glucosidases é necessária para a despolimerização da celulose em açúcares fermentáveis para transformação em produtos úteis utilizando microrganismos adequados. Nesse sentido, o trabalho teve como objetivo selecionar um microrganismo bom produtor da enzima celulase, em especial, CMCase, otimizar o meio de cultivo a fim de melhorar a sua produção, caracterizar bioquimicamente a enzima e imobilizar o coquetel rico em celulases em esferas de alginato. O fungo filamentoso selecionado para estudo foi o Aspergillus brasiliensis 3.7TA, cultivado em meio submerso Carvalho-Peixoto (CP) com sais do próprio meio, ureia como fonte de nitrogênio e farelo de trigo como fonte de carbono, pH inicial de meio 5,46, 1 mL da solução de esporos, cultivado por cinco dias à 30°C, em estufa bacteriológica. Em seguida, o coquetel rico em celulases produzido pelo fungo Aspergillus brasiliensis 3.7TA foi imobilizado com sucesso em esferas de alginato, utilizando o bastão de vidro grosso como método de imobilização, padronizando oito esferas imobilizadas na reação enzimática. O planejamento experimental permitiu obter as melhores concentrações para o método de imobilização, utilizando 4,26% (m/v) de alginato de sódio e 5,34% (m/v) de cloreto de cálcio. O processo de hidrólise da biomassa pré-tratada com organossolve, apresentou liberação de 0,196 g/L de açúcares redutores em 20 horas de reação para as duas amostras. Os resultados mostraram que o coquetel enzimático imobilizado apresenta potencial para ser utilizado como catalisador em processos industriais, como na indústria de etanol celulósico. A imobilização em esferas de alginato oferece a possibilidade de reutilização do catalisador em diferentes ciclos de reações. Concluiu-se que o coquetel rico em celulases produzido pelo fungo Aspergillus brasiliensis 3.7TA foi imobilizado com sucesso em esferas de alginato e possuiu potencial para ser utilizado como catalisador em processos industriais, por exemplo, a indústria de etanol 2G.