Enzymatic modes of action on soybean hulls and corn distiller's dried grains with solubles considering substrates' structures and variabilities (2022)
- Authors:
- Autor USP: ROSSO, DIOGO FILIPE - BIOENERGIA
- Unidade: BIOENERGIA
- Sigla do Departamento: LEB
- DOI: 10.11606/T.105.2022.tde-21032023-144734
- Subjects: CASCAS (PLANTA); ENZIMAS; MILHO; RESÍDUOS INDUSTRIAIS; SOJA
- Keywords: DDGS
- Language: Inglês
- Abstract: A valorização de resíduos agroindustriais através de processos enzimáticos é atrativa uma vez que essas matérias-primas possuem baixo custo, estão disponíveis em plantas industriais, e podem, potencialmente, ter sinergias com a produção de alimentos. Resíduos agroindustriais têm sido estudados para diferentes aplicações, como na produção de químicos biorrenováveis e como ingredientes alternativos na produção animal. No entanto, as suas complexas estruturas de carboidratos estruturais (celulose, hemicelulose, pectina e outros) representam uma barreira para uma valorização eficiente. Nessa Tese, cascas de soja e grãos de milho destilados secos com solúveis (DDGS), subprodutos do processamento industrial da soja e do milho, respectivamente, são investigados devido à sua importância no cenário Sul-americano e seu potencial de valorização. Para ambos, as investigações abrangem a variabilidade composicional, as estruturas dos substratos, e reações enzimáticas, porém a ênfase das investigações é adaptada de acordo com as especificidades de cada substrato. Os estudos sobre a casca de soja concentraram-se no entendimento da estrutura hierárquica multi-escala nativa do substrato, a qual é preservada após a separação industrial das cascas. A casca de soja foi previamente considerada um substrato com alta suscetibilidade à conversão enzimática, o que favorece uma bioconversão sem pré-tratamentos termoquímicos. Essa possibilidade é confirmada nessa Tese. As características multi-escalascontribuem para a compreensão das origens estruturais da baixa recalcitrância da casca de soja. Em meio aquoso, a casca de soja tem alta porosidade em nanoescala, especialmente para tamanhos de poros maiores que tamanhos de enzimas ∽5mm. Além disso, teores de lignina são baixos e localizados, e a relativa pureza da celulose na estrutura da casca de soja também contribuem para a sua baixa recalcitrância em comparação com outras matérias-primas lignocelulósicas. Esses resultados fornecem uma base estrutural para compreender a baixa recalcitrância, possibilitando assim a criação de novas rotas de valorização biotecnológica da casca de soja. Por sua vez, o DDGS de milho é obtido a partir do processo de produção de etanol de milho e é composto, principalmente, pela fração não digerida dos grãos. Estudos conduzidos em regiões produtoras de etanol de milho, principalmente os Estados Unidos, demonstram que a variabilidade é um fator determinante para a valorização do DDGS. Com o surgimento da indústria de etanol de milho na América do Sul, a variabilidade do DDGS nesta região torna-se uma questão oportuna. Essa Tese investiga amostras de DDGS obtidas de plantas de processamento localizadas no Brasil, Paraguai e Argentina para a avaliação da variabilidade do DDGS na América do Sul e sua relação com hidrólise enzimática. As amostras investigadas apresentaram maior variabilidade composicional em comparação com dados reportados anteriormente em outras regiões. O teor de leveduraem DDGS mostrou ser um fator de baixo impacto na variabilidade, enquanto o teor de extrativos e a proporção entre fibra de milho e proteína são os principais fatores de impacto. A hidrólise enzimática com coquetéis otimizados para a lignocelulose, a fibra de milho e a estrutura de leveduras demonstrou efeitos complementares e sinérgicos para a solubilização de componentes estruturais do DDGS em um conjunto de amostras pré-extraídas com alta variabilidade. Além disso, a resposta aos coquetéis enzimáticos pode ser correlacionada com as principais variações de composição do DDGS, estabelecendo dessa forma bases para estratégias de valorização do DDGS considerando seus padrões de variabilidade. Com esses resultados, essa Tese contribui com o estabelecimento de uma base de conhecimentos robusta para o desenvolvimento de estratégias de valorização para cascas de soja e DDGS de milho através de rotas enzimáticas
- Imprenta:
- Publisher place: Piracicaba
- Date published: 2022
- Data da defesa: 14.12.2022
- 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
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ABNT
ROSSO, Diogo Filipe. Enzymatic modes of action on soybean hulls and corn distiller's dried grains with solubles considering substrates' structures and variabilities. 2022. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, Piracicaba, 2022. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/105/105131/tde-21032023-144734/. Acesso em: 05 maio 2024. -
APA
Rosso, D. F. (2022). Enzymatic modes of action on soybean hulls and corn distiller's dried grains with solubles considering substrates' structures and variabilities (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, Piracicaba. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/105/105131/tde-21032023-144734/ -
NLM
Rosso DF. Enzymatic modes of action on soybean hulls and corn distiller's dried grains with solubles considering substrates' structures and variabilities [Internet]. 2022 ;[citado 2024 maio 05 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/105/105131/tde-21032023-144734/ -
Vancouver
Rosso DF. Enzymatic modes of action on soybean hulls and corn distiller's dried grains with solubles considering substrates' structures and variabilities [Internet]. 2022 ;[citado 2024 maio 05 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/105/105131/tde-21032023-144734/
Informações sobre o DOI: 10.11606/T.105.2022.tde-21032023-144734 (Fonte: oaDOI API)
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