Autoria: VAZ JUNIOR, S.; RODRIGUES, D. de S.; GONCALVES, S. B.; ALMEIDA, J. R. M. de; CARVALHO, W.; PACHECO, T. F.

Resumo: Os ácidos aldônicos — glicônico e xilônico — estão entre as moléculas de alto valor agregado que podem ser obtidas a partir de biomassa lignocelulósica e apresentam elevado potencial de aplicação comercial em diferentes campos. A síntese de ácidos aldônicos é possível por meio de diferentes processos, como: químico, eletroquímico, microbiano e enzimático. Porém, independentemente da opção escolhida, ainda existem vários obstáculos para que a produção em larga escala seja bem estabelecida. Entre esses obstáculos, está o desenvolvimento de um catalisador eficaz e estável para a síntese dos ácidos aldônicos a partir de hidrolisados de biomassa lignocelulósica, cuja composição apresenta, além dos monômeros de interesse (glicose e xilose), um grande número de inibidores. Neste estudo, um biocatalisador estável foi obtido pela imobilização de glicose oxidase (GOX) em esferas de agarose e alginato ativadas com glutaraldeído (GOX-AA). O desempenho desse biocatalisador foi avaliado com o uso de glicose e xilose como substratos, em reatores do tipo tanque agitado e leito fixo. GOX-AA apresentou melhor desempenho em reator de leito fixo, onde foi possível converter xilose/glicose (presente em hidrolisado de bagaço de cana-de-açúcar) em ácido xilônico/glicônico a uma taxa de 33% no estado estacionário. Esse sistema passou por trocas sequenciais de solução de substratos, em diferentes concentrações, e ainda assim continuou funcionando por 18 dias seguidos, sem perda de atividade catalítica. Aldonic acids (gluconic and xylonic) are among the high value-added molecules that can be obtained from lignocellulosic biomass and has a high potential for commercial application in different fields. The synthesis of aldonic acids is possible by chemical, electrochemical, microbial and enzymatic route and each of these processes still face several challenges to have a well-stablished large-scale production. Among these obstacles is the development of an effective and stable catalyst for aldonic acids synthesis from hydrolysate of biomass, which contains a large number of inhibitors. In this work, a stable biocatalyst was obtained by the immobilization of glucose oxidase (GOX) in agarose and alginate beads activated with glutaraldehyde (GOX-AA). The performance of this biocatalyst was evaluated in stirred tank and fixed bed type reactors. Glucose and xylose were used as substrate. The GOX-AA showed better performance in the fixed bed reactor, where it was possible to convert xylose/glucose (present in hydrolysate of sugarcane bagasse) to xylonic/gluconic acid at a steady state rate of 33%. This system underwent sequential substrate solution changes at different concentrations and ran for 18 consecutive days without loss of its catalytic activity.

Ano de publicação: 2020

Tipo de publicação: Folhetos

Unidade: Embrapa Agroenergia

Palavras-chave: Biocatalisador, Biocatalysis, Biocatálise, Biomass, Catalisador, Glicose oxidase, Glucose oxidase, Green chemistry, Reator de leito fixo, Ácido glicônico, Ácido xilônico, Ácidos aldônicos