Study of hydrolytic enzymes (lignocellolics) and their applications in bionanotechnology

Orientador: Ljubica TasicDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de QuímicaResumo: A produção de frutas cítricas ocorre em todos os países com clima tropical e subtropical e, entre eles, o Brasil é o maior produtor de laranja e de suco concentrado do mundo. Dessa produção, aproximadamente metade da laranja utilizada se torna resíduo, um resíduo atraente devido ao alto teor de celulose e pectina. A degradação desta biomassa e de outros resíduos da indústria agrícola via hidrólise por microrganismos resistentes à lignina, surge como uma opção interessante para a produção de etanol de segunda geração. O presente projeto visou: (A) isolar os microrganismos nativos da casca de laranja e (B) verificar a capacidade dos microrganismos isolados em degradar a biomassa na presença da lignina. A lignina foi isolada a partir da casca da laranja, purificada e caracterizada em sua forma in natura e após fermentação utilizando as técnicas de espectroscopia de ressonância magnética nuclear no estado sólido, espectroscopia no infravermelho, espectrometria de massas e microscopia eletrônica de varredura. Sendo também, aplicadas as técnicas de isolamento de microrganismos para a montagem de uma pequena coleção de microrganismos nativos da laranja. Após testes de triagem, os microrganismos foram selecionados conforme seu comportamento na presença de glicose, xilose e lignina e os microrganismos resistentes a altas concentrações de lignina e ativos no processo hidrolítico da celulose foram selecionados. Avaliou-se a morfologia das colônias isoladas e realizou-se a identificação filogenética através do sequenciamento da região D1/D2 26S, esperando-se encontrar uma coleção de microrganismos cujas propriedades possam ser exploradas na hidrólise e decomposição de biomassa de lignoceluloseAbstract: Citrus fruit production takes place in countries with a tropical and subtropical climate, among which, Brazil is the greatest orange and concentrated juice producer in the world. Approximately half of the fruit from the processing of orange juice presents an attractive residue due to the high content of cellulose and pectin. The degradation of this biomass and other residues of the agricultural industry by hydrolysis with microorganisms resistant to lignin appears as an interesting option for the production of second-generation ethanol. The present project aimed to: (A) isolate the native microorganisms from the orange peel and (B) verify the ability of isolated microorganisms to degrade the biomass in the presence of lignin. The lignin was isolated from the orange peels, purified and characterized by techniques such as solid state nuclear magnetic resonance spectroscopy, infrared spectroscopy, mass spectrometry and scanning electron microscopy. Also, applying the techniques of isolation of microorganisms was created a small collection of orange-native microorganisms. After screening, the microorganisms were selected according to their behavior in the presence of glucose, xylose and lignin. The microorganisms resistant to high concentrations of lignin and active in the hydrolytic process of cellulose were selected. The morphology of the isolated colonies was evaluated, and the phylogenetic identification was performed through D1 / D2 26S sequencing. It is expected explore better the microorganisms for efficient hydrolysis and decomposition of lignocellulosic biomassMestradoQuimica OrganicaMestra em Químic