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Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/37382
Tipo: Tese
Título: Sustentabilidade e inovação: estratégias para a produção de bioprodutos industriais a partir do pré-tratamento de resíduos de cana-de-açúcar
Autor(es): Nunes, Jaqueline Siqueira
Orientador: Araújo, Demetrius Antônio Machado de
Coorientador: Gonçalves, Laís Campos Teixeira de Carvalho
Orientador: Oliveira, Elquio Eleamen
Orientador: Ferrari, Jailton de Souza
Orientador: Padilha, Carlos Eduardo de Araujo
Orientador: Sousa Júnior, Francisco Canindé de
Resumo: A palha e o bagaço de cana-de-açúcar são resíduos gerados em grandes volumes pela indústria sucroalcooleira. A palha corresponde ao material fibroso descartado durante a colheita, enquanto o bagaço é o resíduo sólido que sobra após a extração do caldo. Ambos têm grande potencial de aproveitamento para a produção de biocombustíveis e compostos bioativos, agregando valor a esses subprodutos. Nesta tese, foram investigadas três rotas distintas para valorização de resíduos lignocelulósicos com foco na produção de enzimas, etanol de segunda geração, ácido hialurônico e compostos fenólicos. Na primeira etapa, utilizou-se o fungo Penicillium sp. FSDE15 para a produção de xilanase por fermentação em estado sólido (FES), empregando farelo de trigo, puro ou combinado com fibra de sisal. A enzima apresentou bom desempenho na hidrólise de substratos lignocelulósicos e liberação de xilooligossacarídeos, incluindo X2, mesmo com certa limitação em estabilidade térmica. Na segunda etapa, palha de cana-de-açúcar foi submetida a pré-tratamento organossolv com glicerol, seguido de hidrólise e fermentação semi-simultânea. Obteve-se até 31,12 g/L de etanol, 1,72 g/L de ácido hialurônico a partir do licor residual, e 4.645 mg/100g de compostos fenólicos, como ácido p-cumárico e ferúlico. Na terceira etapa, o bagaço de cana foi tratado com KOH/ureia, elevando o teor de celulose e reduzindo a lignina, o que favoreceu a conversão enzimática e resultou na produção de 19,83 g/L de etanol. O licor do pré-tratamento foi usado para extrair compostos fenólicos com alta atividade antioxidante, hipoglicemiante e antibacteriana, especialmente após extração a pH 3 com 8% de Triton X-114. Esses resultados demonstram a viabilidade de rotas integradas para o aproveitamento completo de resíduos de cana-de-açúcar, contribuindo para a transição rumo a biorrefinarias sustentáveis e à economia circular.
Abstract: Sugarcane straw and bagasse are waste products generated in large volumes by the sugar and ethanol industry. Straw is the fibrous material discarded during harvesting, while bagasse is the solid residue remaining after juice extraction. Both have great potential for the production of biofuels and bioactive compounds, adding value to these byproducts. This thesis investigated three distinct routes for valorizing lignocellulosic residues, focusing on the production of enzymes, second-generation ethanol, hyaluronic acid, and phenolic compounds. In the first stage, the fungus Penicillium sp. FSDE15 was used for the production of xylanase by solid-state fermentation (SSF), using wheat bran, either pure or combined with sisal fiber. The enzyme performed well in the hydrolysis of lignocellulosic substrates and released xylooligosaccharides, including X2, despite some limitations in thermal stability. In the second stage, sugarcane straw underwent organosolv pretreatment with glycerol, followed by semi-simultaneous hydrolysis and fermentation. Up to 31.12 g/L of ethanol, 1.72 g/L of hyaluronic acid, and 4,645 mg/100 g of phenolic compounds, such as p-coumaric and ferulic acids, were obtained from the residual liquor. In the third stage, the sugarcane bagasse was treated with KOH/urea, increasing the cellulose content and reducing lignin, which favored enzymatic conversion and resulted in the production of 19.83 g/L of ethanol. The pretreatment liquor was used to extract phenolic compounds with high antioxidant, hypoglycemic, and antibacterial activity, especially after extraction at pH 3 with 8% Triton X-114. These results demonstrate the viability of integrated routes for the complete use of sugarcane residues, contributing to the transition towards sustainable biorefineries and the circular economy.
Palavras-chave: Produção de xilanase
Resíduos agroindústrias
Etanol de segunda geração
Fenólicos
Xylanase production
Agro-industrial residues
Second-generation ethanol
Phenolics
CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal da Paraíba
Sigla da Instituição: UFPB
Departamento: Biotecnologia
Programa: Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia
Tipo de Acesso: Acesso aberto
Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil
URI: http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/37382
Data do documento: 28-Ago-2025
Aparece nas coleções:Centro de Biotecnologia (CBIOTEC) - Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia

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