Publicação
Valorização integral de plantas arbustivas espontâneas num enquadramento de biorefinaria
| Resumo: | As plantas arbustivas representam uma parte muito significativa do sobcoberto florestal e, consequentemente, uma fonte relevante de biomassa lenhocelulósica, mas encontram-se ainda pouco exploradas por falta de alternativas para a sua valorização industrial. Neste trabalho, a espécie Cistus ladanifer (esteva), que é atualmente apenas usada para a extração de lábdano e óleos essenciais, foi utilizada como modelo para o desenvolvimento de um processo integrado de valorização da biomassa arbustiva num enquadramento de biorrefinaria. O processo de valorização desenvolvido inicia-se com a remoção dos extrativos (40% p/p), produzindo-se uma corrente líquida rica em compostos fenólicos (maioritariamente ácido gálico e flavonoides) com propriedades antioxidantes e uma corrente sólida contendo polissacarídeos e lenhina. A corrente sólida foi submetida a processos de fracionamento seletivo para a recuperação sequencial das hemiceluloses (processo de auto-hidrólise) e lenhina (procesos organosolv e alcalino), obtendo-se finalmente uma corrente sólida enriquecida em celulose que apresenta uma digestibilidade enzimática acrescida (cerca de 4 vezes). A otimização da auto-hidrólise permitiu obter xilo-oligossacarídeos, com potencial atividade prebiótica, numa concentração máxima de 16 g/L, a que corresponde um rendimento de 10,2 g/100 g matéria-prima. Os processos de deslenhificação estudados afetaram a composição monomérica da lenhina residual, provocando um decréscimo da razão S/G (quantificado por pirólise analítica, Py-GC/MS) e a recuperação de vários compostos fenólicos com elevado valor acrescentado, nomeadamente o ácido vanílico, ácido p-cumárico e epicatequina, identificados por eletroforese capilar (CZE). Os sólidos ricos em glucana e os hidrolisados hemicelulósicos ricos em pentoses, foram utilizados em separado ou conjuntamente para produção seletiva do isómero ácido D-láctico (D-LA) pela estirpe recombinante Escherichia coli JU15, em diferentes modos de fermentação: hidrólise e fermentação separadas (SHF), sacarificação e fermentação simultâneas (SSF) e sacarificação e co-fermentação simultâneas (SSCF). Em todas as condições testadas, o rendimento em ácido láctico (YLA/açúcares) foi sempre superior 0,92 g/g |
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| Autores principais: | Caturra, Júnia Aparecida Alves Ferreira |
| Assunto: | Cistus ladanifer ácido D-láctico fracionamento Oligossacarídeos hemicelulósicos lenhina |
| Ano: | 2019 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | tese de doutoramento |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Universidade de Lisboa |
| Idioma: | português |
| Origem: | Repositório da Universidade de Lisboa |
| Resumo: | As plantas arbustivas representam uma parte muito significativa do sobcoberto florestal e, consequentemente, uma fonte relevante de biomassa lenhocelulósica, mas encontram-se ainda pouco exploradas por falta de alternativas para a sua valorização industrial. Neste trabalho, a espécie Cistus ladanifer (esteva), que é atualmente apenas usada para a extração de lábdano e óleos essenciais, foi utilizada como modelo para o desenvolvimento de um processo integrado de valorização da biomassa arbustiva num enquadramento de biorrefinaria. O processo de valorização desenvolvido inicia-se com a remoção dos extrativos (40% p/p), produzindo-se uma corrente líquida rica em compostos fenólicos (maioritariamente ácido gálico e flavonoides) com propriedades antioxidantes e uma corrente sólida contendo polissacarídeos e lenhina. A corrente sólida foi submetida a processos de fracionamento seletivo para a recuperação sequencial das hemiceluloses (processo de auto-hidrólise) e lenhina (procesos organosolv e alcalino), obtendo-se finalmente uma corrente sólida enriquecida em celulose que apresenta uma digestibilidade enzimática acrescida (cerca de 4 vezes). A otimização da auto-hidrólise permitiu obter xilo-oligossacarídeos, com potencial atividade prebiótica, numa concentração máxima de 16 g/L, a que corresponde um rendimento de 10,2 g/100 g matéria-prima. Os processos de deslenhificação estudados afetaram a composição monomérica da lenhina residual, provocando um decréscimo da razão S/G (quantificado por pirólise analítica, Py-GC/MS) e a recuperação de vários compostos fenólicos com elevado valor acrescentado, nomeadamente o ácido vanílico, ácido p-cumárico e epicatequina, identificados por eletroforese capilar (CZE). Os sólidos ricos em glucana e os hidrolisados hemicelulósicos ricos em pentoses, foram utilizados em separado ou conjuntamente para produção seletiva do isómero ácido D-láctico (D-LA) pela estirpe recombinante Escherichia coli JU15, em diferentes modos de fermentação: hidrólise e fermentação separadas (SHF), sacarificação e fermentação simultâneas (SSF) e sacarificação e co-fermentação simultâneas (SSCF). Em todas as condições testadas, o rendimento em ácido láctico (YLA/açúcares) foi sempre superior 0,92 g/g |
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