Cálculo dos rendimentos em xilose e XOS
8.3.2 Hidrólise da fração solúvel de xilana de madeira de faia
Os extratos de A. niger, A. ochraceus e A. phoenicis foram utilizados para hidrolisar a fração solúvel de xilana de madeira de faia (25 g.L-1, tampão de citrato de sódio
50 mmol.L-1, pH 5,6, 50 °C). A Tabela 8.3 apresenta o perfil e rendimento em XOS e xilose
após 24h de reação. Os três complexos enzimáticos apresentaram conversões acima de 60%. O rendimento mais elevado de 93% foi alcançado quando A. ochraceus foi utilizado, sendo os demais de 71% e 67% obtidos com A. niger e A. phoenicis, respectivamente. Quando a xilose é o produto desejado, o complexo de A. niger obteve os melhores resultados em comparação com os outros complexos, produzindo 9,6 g.L-1 após 24h de reação. Considerando a produção
de XOS, os melhores resultados foram obtidos com o complexo de A. ochraceus, que produziu 12,9 g.L-1 de X
2, 2,5 g.L-1 de X3, 0,3 g.L-1 de X4, 0,12 g.L-1 de X5 e 0,18 g.L-1 de X6. Estes
resultados são semelhantes aos obtidos com complexos comerciais de xilanases na hidrólise da xilana de faia descritos por Milessi (2017), nas mesmas condições aplicadas nesse trabalho. Segundo a autora, dentre os complexos xinalolíticos estudados a maior conversão de 79% foi alcançada utilizando o complexo comercial Multifect CX XL, onde foram produzidos 13,24 g.L-1 de xilose, 6,48 g.L-1 de X
2, 1,85 g.L-1 de X3, 0,31 g.L-1 de X4 e 0,18 g.L-1 de X5.
Tabela 8.3. Perfil de xiloligossacarídeos após 24h de hidrólise da fração solúvel de xilana de madeira
de faia (25 g.L-1) catalisada pelos complexos xilanolíticos de A. niger, A. ochraceus e A. phoenicis
(150 UI.gxilana) - 50 °C pH 5,6.
Xilanase Concentrações (g.L
-1) Rendimento (%)
Xilose X2 X3 X4 X5 X6 XOS Total
A. niger 9,6 6,8 2,5 0,3 0,1 0,2 37,4 71,2
A. ochraceus 8,1 12,9 3,3 0,4 0,2 0,2 64,4 93,0
A Figura 8.3 mostra o curso da hidrólise de xilana de faia catalisada pelos complexos xilanolíticos estudados. Pode-se observar que todos os complexos enzimáticos foram estáveis a 50 °C durante as 4 horas iniciais. Após 8 horas de reação, as velocidades das reações de A. niger e A. phoenicis foram consideravelmente menores, acompanhando o lento aumento em termos de conversão. Por outro lado, não pôde ser detectado a estabilização da conversão nos ensaios com o complexo A. ochraceus, indicando que, se mais tempo fosse permitido, a conversão total provavelmente seria alcançada.
Figura 8.3. Evolução da hidrólise de xilana de madeira de faia (25 g / L) em função do tempo catalisada por complexos xilanolíticos de (A) A. niger, (B) A. ochraceus e (C) A. phoenicis (150
UI.gxilana-1) - 50 °C pH 5,6.
Os excelentes resultados obtidos nessa etapa desse trabalho desmostram o potencial dos complexos xilanolíticos produzidos por fungos do gênero Aspergillus, cujos desempenhos são equivalentes e até mesmo superiores aos apresentados por algumas preparações comerciais de xilanase que vinham sendo testadas no grupo para hidrólise do mesmo substrato. O complexo produzido por A. ochraceus se destaca dos demais devido às elevadas conversões obtidas, tanto em termos de xilose como xilobiose liberadas em solução, sendo o complexo produzido por esse microrganismo muito promissor.
Os resultados descritos nesse capítulo foram realizados em caráter preliminar e não puderam ser aprofundados. Após obtenção dos resultados descritos anteriormente, buscou-se o fungo A. Ochraceus para ser cultivado nos laboratórios do DEQ/UFSCar, visando
aumento de escala para obtenção de complexo xilanolítico mais concentrado e em maior quantidade. Infelizmente, não foi possível reproduzir os resultados iniciais, obtidos com o extrato fornecido e usado nos ensaios de conversão mostrados na Figura 8.3. Apesar de várias tentativas terem sido feitas, infelizmente não foi possível reproduzir o desempenho daquele extrato. Uma possível justificativa seria a cultura estoque utilizada para propagação do fungo não ser a mesma que foi utilizada nos cultivos que originaram os extratos enzimáticos inicialmente caracterizados. Os resultados de atividade enzimática obtidos são
semelhantes aos descritos por Michelin et al. (2010, 2012a, 2012b, 2014). Desta forma, uma saída seria utilizar a cultura estoque descrita pelos autores (número 604), que se encontra depositada na Coleção de Culturas Micoteca URM do Departamento de Micologia do Centro de Ciências Biológicas da Universidade Federal de Pernambuco (Recife, Brasil). Diante dessa dificuldade, decidiu-se dar prosseguimento aos trabalhos utilizando o complexo xilanolítico comercial Multifect CX XL A03139 para os ensaios de SHIF.
8.4 Conclusão
Complexos xilanolíticos de A. niger, A. ochraceus e A. phoenicis foram estudados para a hidrólise de xilana de bétula e madeira de faia. Os três complexos apresentaram maiores atividades de endoxilanase em pH ácido (pH 5,6), enquanto A. niger apresentou a maior atividade de β-xilosidase. No entanto, devido ao baixo teor de proteína nos caldos de cultivo (alta diluição), foi necessário um passo de concentração antes de sua aplicação em ensaios de longa duração. A hidrólise a longo prazo da xilana de madeira de faia atingiu conversões superiores a 60%, comparáveis às obtidas em preparações comerciais de xilanase. Dentre os complexos estudados, A. niger apresentou alto rendimento de xilose (9,6 g.L-1), enquanto que A. ochraceus apresentou melhor produção de XOS com 13 g.L-1 de X
2, 3
g.L-1 de X
3 e 0,4 g.L-1 de X4. Os complexos de xilanases produzidos por fungos do gênero Aspergillus apresentaram grande potencial para aplicação em processos biotecnológicos que
envolvem o uso de hemicelulose.
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