Produção de enzimas celulolíticas pelo fungo trichoderma asperellum utilizando resíduos agroindustriais e uma proposta de aplicação do extrato bruto na sacarificação da parede celular de microalgas

Abstract

Resumo : O aproveitamento sustentável de resíduos agroindustriais e o desenvolvimento de biocombustíveis são estratégias essenciais para a bioeconomia circular. Este trabalho teve como objetivo avaliar o potencial de diferentes resíduos agroindustriais utilizados como substrato para a produção de enzimas celulolíticas pelo fungo Trichoderma asperellum e, subsequentemente, aplicar o extrato enzimático bruto na sacarificação da biomassa da microalga Scenedesmus sp., visando a produção de açúcares fermentescíveis. A produção de enzimas foi realizada por fermentação submersa utilizando, palha de milho, palha de trigo, sabugo de milho e bloco de composto pós-cultivo (SMS) do cogumelo Pleurotus pulmonarius. A biomassa da microalga foi submetida a diferentes pré-tratamentos físicos (autoclavagem, sonificador e ruptura mecânica) e químicos (hidrólise com HCl, H?SO? e NaOH) para otimizar a liberação de glicose, previamente à sacarificação enzimática. Os resultados demonstraram que o composto pós-cultivo de cogumelo (SMS) foi o substrato mais eficaz para a indução de celulases totais, alcançando uma atividade enzimática de 0,37 U/mL. Na etapa de pré-tratamento da biomassa microalgal, a autoclavagem (121 °C por 30 min) destacou-se como o método mais eficiente, produzindo, após a sacarificação enzimática (a 50 °C e pH 4,8), a concentração de 1,45 g/L de glicose em 15 dias, um rendimento mais de 300% superior à biomassa não tratada. O aumento de escala em biorreator, contudo, foi interrompido por contaminação, atingindo um pico de apenas 0,84 g/L de Açúcares Redutores Totais (ART). Conclui-se, portanto, que a rota biotecnológica proposta é cientificamente viável, validando o SMS como um substrato superior para produção de enzimas e a autoclavagem como um pré-tratamento indispensável para a sacarificação de Scenedesmus sp. Embora as concentrações de glicose obtidas ainda sejam um desafio para a produção industrial de etanol, o estudo aponta para a necessidade de otimizações em maior escala e controle de assepsia

Abstract : O aproveitamento sustentável de resíduos agroindustriais e o desenvolvimento de biocombustíveis são estratégias essenciais para a bioeconomia circular. Este trabalho teve como objetivo avaliar o potencial de diferentes resíduos agroindustriais utilizados como substrato para a produção de enzimas celulolíticas pelo fungo Trichoderma asperellum e, subsequentemente, aplicar o extrato enzimático bruto na sacarificação da biomassa da microalga Scenedesmus sp., visando a produção de açúcares fermentescíveis. A produção de enzimas foi realizada por fermentação submersa utilizando, palha de milho, palha de trigo, sabugo de milho e bloco de composto pós-cultivo (SMS) do cogumelo Pleurotus pulmonarius. A biomassa da microalga foi submetida a diferentes pré-tratamentos físicos (autoclavagem, sonificador e ruptura mecânica) e químicos (hidrólise com HCl, H?SO? e NaOH) para otimizar a liberação de glicose, previamente à sacarificação enzimática. Os resultados demonstraram que o composto pós-cultivo de cogumelo (SMS) foi o substrato mais eficaz para a indução de celulases totais, alcançando uma atividade enzimática de 0,37 U/mL. Na etapa de pré-tratamento da biomassa microalgal, a autoclavagem (121 °C por 30 min) destacou-se como o método mais eficiente, produzindo, após a sacarificação enzimática (a 50 °C e pH 4,8), a concentração de 1,45 g/L de glicose em 15 dias, um rendimento mais de 300% superior à biomassa não tratada. O aumento de escala em biorreator, contudo, foi interrompido por contaminação, atingindo um pico de apenas 0,84 g/L de Açúcares Redutores Totais (ART). Conclui-se, portanto, que a rota biotecnológica proposta é cientificamente viável, validando o SMS como um substrato superior para produção de enzimas e a autoclavagem como um pré-tratamento indispensável para a sacarificação de Scenedesmus sp. Embora as concentrações de glicose obtidas ainda sejam um desafio para a produção industrial de etanol, o estudo aponta para a necessidade de otimizações em maior escala e controle de assepsia