Lignocellulosic biomass of Panicum Maximum Jacq forage grass produced in simulated future climate conditions: a potential source of fermentable sugars for bioenergy (2021)
- Authors:
- Autor USP: FREITAS, EMANUELLE NEIVERTH DE - FMRP
- Unidade: FMRP
- Sigla do Departamento: RBI
- DOI: 10.11606/T.17.2021.tde-11042022-140556
- Subjects: MUDANÇA CLIMÁTICA; BIOENERGIA; REFINARIAS; BIOMASSA; HIDRÓLISE
- Keywords: Bioenergia; Bioenergy; Biomassa lignocelulósica; Biorefinery; Biorrefinaria; Carbohydrate-binding modules; Climate change; Enzymatic hydrolysis; Hidrólise enzimática; Lignocellulosic biomass; Módulos de ligação de carboidratos; Mudanças climáticas; Pré-tratamento; Pretreatment
- Agências de fomento:
- Language: Inglês
- Abstract: A biomassa produzida por gramíneas de crescimento rápido como o gênero Panicum representa uma fonte em potencial para produção de energia renovável em biorrefinarias. Diante do cenário de mudanças climáticas, esse trabalho teve como objetivo estudar o impacto de condições simuladas de clima futuro no potencial bioenergético da forrageira Panicum maximum. Para isso, foi utilizado um sistema de campo (Trop-T-FACE) que combina aumento controlado de temperatura e enriquecimento de dióxido de carbono a fim de investigar o efeito isolado e combinado da concentração elevada de CO2 atmosférico (eC) (600 µmol.mol-1) e da temperatura elevada (eT) em 2°C a mais que a temperatura ambiente. Tais efeitos foram observados sobre a estrutura, composição química e acessibilidade às enzimas, assim como sobre a performance hidrolítica da forrageira através da aplicação de diferentes metodologias de pré-tratamento e da otimização da hidrólise enzimática. Nosso trabalho mostra que modificações na composição química da parede celular podem ter um importante papel nos processos de aclimatação de P. maximum a estresses abióticos, sendo que os tratamentos de elevada de temperatura resultaram no aumento do conteúdo de celulose, da razão Xilose: Arabinose, Siringil: Guaiacil, e da acessibilidade à celulose por enzimas hidrolíticas. Além disso levaram a redução da cristalinidade da celulose. Esses fatores podem ter resultado no aumento do rendimento de hidrólise enzimática encontrado nesse estudo para a biomassa de P. maximum não pré-tratada e crescida sob elevada temperatura. Além disso, o pré-tratamento se mostrou um processo que possui grande influência sobre os efeitos das mudanças climáticasna hidrólise da forrageira. Através da otimização e aplicação de um pré-tratamento utilizando lacase bruta de Lentinus sajor-caju, foi possível aumentar significativamente o rendimento de hidrólise, e não foram encontradas diferenças entre as condições climáticas estudadas. Os pré-tratamentos organosolv e hidrotérmico (Água Quente Líquida) também resultaram no aumento expressivo da conversão de glucano. Entretanto, os resultados relacionados às condições climáticas foram diferentes entre os pré-tratamentos. Para o organosolv os grupos cultivados no tratamento isolado de elevado CO2 (eC) exibiram maior conversão de glucano em todas as condições testadas, enquanto para o hidrotérmico esse aumento foi encontrado apenas em concentrações elevadas de sólido durante a hidrólise. Nossos resultados sugerem que as diferenças de performance hidrolítica encontradas entre as biomassas crescidas em diferentes condições climáticas, assim como a intensidade das mesmas é dependente do pré-tratamento aplicado. Além disso, observamos que o tratamento de elevada temperatura tem efeito dominante sob o elevado CO2, uma vez que o tratamento combinado (eT+eC) tiveram comportamentos semelhantes aos de elevada temperatura (eT). Por fim, esse trabalho mostra que as futuras mudanças climáticas podem influenciar na estrutura e composição da parede celular, assim como na performance hidrolítica da gramínea forrageira P. maximum, principalmente com relação a biomassa não pré-tratada, além de permitir compreender as adaptações biológicas e auxiliar na tomada de decisão de seleção de gramíneas para aplicação em biorrefinarias
- Imprenta:
- Publisher place: Ribeirão Preto
- Date published: 2021
- Data da defesa: 10.12.2021
- Este periódico é de acesso aberto
- Este artigo é de acesso aberto
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- Cor do Acesso Aberto: gold
- Licença: cc-by-nc-sa
-
ABNT
FREITAS, Emanuelle Neiverth de. Lignocellulosic biomass of Panicum Maximum Jacq forage grass produced in simulated future climate conditions: a potential source of fermentable sugars for bioenergy. 2021. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, 2021. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/17/17131/tde-11042022-140556/. Acesso em: 29 dez. 2025. -
APA
Freitas, E. N. de. (2021). Lignocellulosic biomass of Panicum Maximum Jacq forage grass produced in simulated future climate conditions: a potential source of fermentable sugars for bioenergy (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/17/17131/tde-11042022-140556/ -
NLM
Freitas EN de. Lignocellulosic biomass of Panicum Maximum Jacq forage grass produced in simulated future climate conditions: a potential source of fermentable sugars for bioenergy [Internet]. 2021 ;[citado 2025 dez. 29 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/17/17131/tde-11042022-140556/ -
Vancouver
Freitas EN de. Lignocellulosic biomass of Panicum Maximum Jacq forage grass produced in simulated future climate conditions: a potential source of fermentable sugars for bioenergy [Internet]. 2021 ;[citado 2025 dez. 29 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/17/17131/tde-11042022-140556/ - Structural and compositional changes induced by hydrothermal and organosolv pretreatments impacts enzymatic hydrolysis of a tropical forage grass grown under future climate conditions
- Climate change affects cell‐wall structure and hydrolytic performance of a perennial grass as an energy crop
- Challenges of biomass utilization for bioenergy in a climate change scenario
- Enzymatic pretreatment with Laccases from Lentinus sajor-caju induces structural modification in lignin and enhances the digestibility of tropical forage grass (Panicum maximum) grown under future climate conditions
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Informações sobre o DOI: 10.11606/T.17.2021.tde-11042022-140556 (Fonte: oaDOI API)
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