Estudo da influência de pré-tratamentos de dois resíduos lignocelulósicos (bagaço do pedúnculo de caju e casca de coco) utilizados como substrato na indução à síntese de enzimas celulolíticas

Nowadays generation ethanol second, that t is obtained from fermentation of sugars of hydrolyses of cellulose, is gaining attention worldwide as a viable alternative to petroleum mainly for being a renewable resource. The increase of first generation ethanol production i.e. that obtained from sugar-cane molasses could lead to a reduction of lands sustainable for crops and food production. However, second generation ethanol needs technologic pathway for reduce the bottlenecks as production of enzymes to hydrolysis the cellulose to glucose i.e. the cellulases as well as the development of efficient biomass pretreatment and of low-cost. In this work Trichoderma reesei ATCC 2768 was cultivated under submerged fermentation to produce cellulases using as substrates waste of lignocellulosic material such as cashew apple bagasse as well as coconut bagasse with and without pretreatment. For pretreatment the bagasses were treated with 1 M NaOH and by explosion at high pressure. Enzyme production was carried out in shaker (temperature of 27ºC, 150 rpm and initial medium pH of 4.8). Results showed that T.reesei ATCC 2768 showed the higher cellulase production when the cashew apple bagasse was treated with 1M NaOH (2.160 UI/mL of CMCase and 0.215 UI/mL of FPase), in which the conversion of cellulose, in terms of total reducing sugars, was of 98.38%, when compared to pretreatment by explosion at high pressure (0.853 UI/mL of CMCase and 0.172 UI/mL of Fpase) showing a conversion of 47.39% of total reducing sugars. Cellulase production is lower for the medium containing coconut bagasse treated with 1M NaOH (0.480 UI/mL of CMcase and 0.073 UI/mL of FPase), giving a conversion of 49.5% in terms of total reducing sugars. Cashew apple bagasse without pretreatment showed cellulase activities lower (0.535 UI/mL of CMCase and 0,152 UI/mL of FPase) then pretreated bagasse while the coconut bagasse without pretreatment did not show any enzymatic activity. Maximum cell concentration was obtained using cashew nut bagasse as well as coconut shell bagasse treated with 1M NaOH, with 2.92 g/L and 1.97 g/L, respectively. These were higher than for the experiments in which the substrates were treated by explosion at high pressure, 1.93 g/L and 1.17 g/L. Cashew apple is a potential inducer for cellulolytic enzymes synthysis showing better results than coconut bagasse. Pretreatment improves the process for the cellulolytic enzyme productionRecentemente o etanol de segunda geração, obtido da fermentação dos hidrolisados de celulose, vem despertando a atenção mundial por ser uma alternativa viável e ambientalmente correta ao petróleo, uma vez que aumentar a produção de etanol a partir do melaço da cana-de-açúcar, o etanol de primeira geração, implicaria na utilização de terras destinadas a produção de alimentos. Entretanto, o etanol de celulose exige rotas tecnológicas que ainda o tornam pouco competitivo, como a produção de enzimas que quebrem a celulose em glicose, as celulases, e a adoção de um processo de pré-tratamento eficiente e de baixo custo capaz de diminuir o grau de interação que existe nas fibras vegetais. No presente trabalho, Trichoderma reesei ATCC 2768 foi cultivada em meio submerso para produção de celulases utilizando como substratos resíduos lignocelulósicos, bagaço do pedúnculo de caju e bagaço de coco, sem tratamento e tratados com NaOH 1M e por explosão a alta pressão. Os experimentos de produção das enzimas foram realizados em meio submerso e conduzidos em incubador rotatório (temperatura de 27ºC, velocidade de agitação de 150 rpm e pH inicial do meio de 4,8). Os resultados mostraram que T. reesei ATCC 2768 apresentou maior produção de celulases em meio contendo bagaço do pedúnculo de caju tratado com NaOH 1M (2,160 UI/mL de CMCase e 0,215 UI/mL de FPase), onde o consumo de celulose em forma de açúcares redutores totais foi de 98,38%, quando comparado com o mesmo tratado por explosão a alta pressão (0,853 UI/mL de CMCase e 0,172 UI/mL de Fpase), apresentando um consumo de 47,39% de ART s. Os resultados mostraram ainda que a produção de celulase é menor em meio contendo bagaço de coco tratado com NaOH 1M (0,480 UI/mL de CMcase e 0,073 UI/mL de FPase), chegando-se a 49,5% de ART s consumidos. O bagaço do pedúnculo de caju sem tratamento apresentou uma atividade bem inferior (0,535 UI/mL de CMCase e 0,152 UI/mL de FPase) quando comparado aos bagaços com tratamento e o bagaço de coco não-tratado não apresentou atividade enzimática. A concentração máxima de células foi maior quando se utilizou como substrato os bagaços do pedúnculo de caju e casca de coco tratados alcalinamente, 2,92 g/L e 1,97 g/L, respectivamente, do que aqueles tratados por explosão a alta pressão, 1,93 g/L e 1,17 g/L. Conclui-se que o pedúnculo de caju é um potencial indutor à síntese de enzimas celulolíticas, apresentando-se melhor que o bagaço de coco bem como o tratamento melhora bastante o processo de síntese das enzimas