Xylooligosaccharides Production, Quantification, and Characterization in Context of Lignocellulosic Biomass Pretreatment

Xylo-Oligosaccharide Preparation through Enzyme Hydrolysis of Hemicelluloses Isolated from Press Lye

“…Hemicelluloses have a wide range of applications and can be used to manufacture other products such as furfural, xylose, xylo-oligosaccharides (XOSs), packing materials and additives. In recent years, producing XOSs with hemicelluloses has aroused interest among scholars and shows good market potential [2][3][4][5] . XOSs are prebiotics and can be added to feed, food products, and beverages.…”

Integração da produção de xilo-oligossacarídeos como co-produto de alto valor agregado ao processo de produção de celulose nanofibrilada a partir do bagaço de cana-de-açúcar

“…Comparado com os processos catalisados, a auto hidrólise tem como vantagem a necessidade de reatores menos resistente a corrosão e a maior facilidade no processo de purificação do XOS produzido, já que não há adição de ácido ao meio (LEE; HAMID; ZAIN, 2014). O menor tempo de reação, comparado com os processos de produção de XOS por via enzimática, é uma das grandes vantagens do pré-tratamento hidrotérmico(QING et al, 2013a). Comparado ao processo em meio alcalino, a auto hidrólise mostra como vantagem a não necessidade de um póstratamento para diminuição do DP, além da obtenção de um XOS ramificado, que se mostra ser mais eficiente como agente prebiótico(KABEL et al, 2002).…”

“…Estes produtos de degradação são considerados impurezas e inibidores para muitos microrganismos de fermentação e, se presente, seria necessário uma etapa de purificação(ZABED et al, 2016). Método enzimático A produção de XOS por via enzimática é realizada em duas etapas: A primeira é um tratamento alcalino, geralmente utilizando NAOH como reagente para a extração da xilana do material lignocelulósico, seguido da hidrólise enzimática com endo-xilanases para diminuição do DP das cadeias de xilanas proveniente do tratamento alcalino(BRIENZO, 2010;CARVALHO et al, 2013;JAYAPAL et al, 2013;QING et al, 2013a). Entre as diversas endo-xilanases existentes, as que merecem mais destaque são as glicosil-hidrolase (GH), representadas pelas famílias GH10 e GH11 e que se diferem pelo modo que atuam sobre a cadeia de xilana (BIELY; SINGH; PUCHART, 2016).…”

“…Considerando esta diferença na estrutura da cadeia da xilana necessária para o funcionamento das enzimas, é sugerido que as enzimas da família GH11 sejam usadas para xilanas obtidas por processos químicos em meio alcalino, já que esta xilana possui menos grupos substituintes, o que facilitaria a atividade da enzima, e para as cadeias de xilanas obtidas por processos em meio ácido, que têm a tendência de a serem mais substituídas e menos suscetíveis as xilanas da família GH11 por possuírem menos sequencias de xiloses não substituídas, é mais viável a utilização de xilanases da família GH10 (CARVALHO et al, 2013; QING et al, 2013a; BIELY; SINGH; PUCHART, 2016). Em poucos casos, quando a xilana liberada pelo tratamento alcalino apresenta grupos substituintes, pode-se utilizar xilanases com características de hidrolisar as reações com estes grupos substituintes, como o uso de acetil-xilana-esterase que atua na hidrólise dos grupos acetil das xilanas(BRIENZO, 2010;QING et al, 2013a).Em relação aos processos químicos, a produção de XOS por hidrólise enzimática tem como vantagens a possibilidade de trabalhar com condições de processos mais amenas, como temperatura, além de atuar especificamente nas cadeias de xilanas sem a formação de produtos de degradação de açúcares, como furfural, facilitando assim o processo de purificação(CARVALHO et al, 2013;QING et al, 2013a). Uma das desvantagens da produção de XOS por via enzimática é o alto tempo de reação, podendo chegar a dias, em comparação com os processos químicos que levam no máximo horas(QING et al, 2013a).Nanocelulose é uma estrutura de celulose que possui pelo menos uma de suas dimensões em escala manométrica, isto é, menor que 100 nm, podendo ser tanto na forma de celulose nanocristalina (CNC) como na forma de celulose nanofibrilada (CNF)(MOON;et.al., 2011;XU et al, 2013).…”

“…Em poucos casos, quando a xilana liberada pelo tratamento alcalino apresenta grupos substituintes, pode-se utilizar xilanases com características de hidrolisar as reações com estes grupos substituintes, como o uso de acetil-xilana-esterase que atua na hidrólise dos grupos acetil das xilanas(BRIENZO, 2010;QING et al, 2013a).Em relação aos processos químicos, a produção de XOS por hidrólise enzimática tem como vantagens a possibilidade de trabalhar com condições de processos mais amenas, como temperatura, além de atuar especificamente nas cadeias de xilanas sem a formação de produtos de degradação de açúcares, como furfural, facilitando assim o processo de purificação(CARVALHO et al, 2013;QING et al, 2013a). Uma das desvantagens da produção de XOS por via enzimática é o alto tempo de reação, podendo chegar a dias, em comparação com os processos químicos que levam no máximo horas(QING et al, 2013a).Nanocelulose é uma estrutura de celulose que possui pelo menos uma de suas dimensões em escala manométrica, isto é, menor que 100 nm, podendo ser tanto na forma de celulose nanocristalina (CNC) como na forma de celulose nanofibrilada (CNF)(MOON;et.al., 2011;XU et al, 2013). A CNC possui diâmetros que variando de 3-30 nm e comprimento entre 50-500 nm, enquanto a CNF apresenta diâmetros variando entre 20-50 nm e comprimento muito variado, chegando a centenas de nanômetros (MOON;et.al., 2011; .…”