Este trabalho teve como objetivo a prospecção e caracterização de enzimas fúngicas, que degradam a biomassa, visando à aplicação no biobranqueamento da polpa de celulose. Para isto, foram selecionados 13 fungos filamentosos da Micoteca e entre estes Aspergillus versicolor e A. brasiliensis foram aqueles que se sobressaíram quanto à produção de xilanase, amilase, CMCase, avicelase e ?-glucosidase. As melhores condições de produção enzimática corresponderam à utilização de bagaço de cevada como fonte de carbono em meio SR (Segato Rizzatti) para xilanase, amilase e ?- glucosidase e meio M5 para CMCase, avicelase e FPase, nos cultivos incubados por tempos variáveis de 72 a 168 horas. Para otimizar a concentração da fonte de carbono e a temperatura nos cultivos foi realizado um Delineamentro Composto Central Rotacional. Como resultante da otimização do bioprocesso foram obtidos os extratos brutos: (i) meio BSR, para a produção de xilanase por A. brasiliensis, com 96 horas de cultivo estático, a 30°C, com bagaço de cevada 3% em meio SR; (ii) Meio VSR para amilase e ?-glucosidase a partir do A. versicolor, com 120 horas de cultivo estático, a 35°C, com bagaço de cevada 3,41% em meio SR; (iii) Meio VM5 para CMCase, avicelase e FPase de A. versicolor com 120 horas de cultivo estático, a 30°C, com bagaço de cevada 2% em meio M5. Lacase foi produzida por Trametes versicolor (iv), cultivado por quinze dias em Fermentação Submersa estática, a 30°C, em meio contendo vinhaça e água destilada (1:5 v/v), 1% de algodão e 0,1% de peptona. Paralelamente, a produção de xilanases de A. tamarii Kita (v) com bagaço de cevada 2,9% foi otimizada em meio ADAMS por 129 horas (recebendo a denominação - meio TKADAMS). Quanto à caracterização das enzimas de A. versicolor (xilanase) e A. brasiliensis (demais enzimas) a temperatura ótima de xilanase foi 70°C; amilase 60-65°C; CMCase 65°C; avicelase 50°C; FPase e lacase 60°C e ?-glucosidase 70-75°C. Quanto à estabilidade térmica, xilanase mostrou-se com 60% de atividade relativa por até 24 horas à 40°C e 30 minutos à 50°C. A 60°C mostrou-se pouco estável. A amilase mostrou-se estável por 24 horas a 40 e 50°C, com 80% da atividade relativa. CMCase e FPase mostraram-se pouco estável nas temperaturas citadas. Avicelase apresentou ativação quando exposta ao aquecimento de 40, 50 e 60°C. ?-glucosidase foi estável a 40°C por até 24 horas, com atividade relativa de 80%; a 50°C apresentou 60% de atividade relativa por 180 minutos e a 60°C exibiu 40% por até 30 minutos. Lacase foi estável a 50°C, com um t50 de 60 minutos; a 60°C teve atividade relativa próxima de 30%, por até 240 minutos e a 70°C apresentou 40% de atividade por 30 minutos. Quanto ao pH, xilanase apresentou uma faixa ótima de 4,0-5,0 e também entre 7,0-8,0. Amilase, CMCase, avicelase, FPase, ?-glucosidase e lacase apresentaram atividades mais expressivas na faixa de pH 4,0-5,5. Com relação à estabilidade ao pH em 24 horas, xilanase foi mais estável nos pH 5,5-7,0, amilase nos pH 5,0-6,5, CMCase, FPase e lacase em pH 4,5, avicelase em pH 3,0 e ?-glucosidase em pH 5,0-5,5. Quanto ao efeito de íons, CMCase e ?-glucosidase foram ativadas por K+, Zn+ e Ba2+; CMCase, ?-glucosidase e lacase foram ativadas por NH4+ e Ca2+; amilase, CMCase, ?-glucosidase e lacase foram ativadas por Co2+; amilase, CMCase e ?- glucosidase foram ativadas por Al3+ e Fe2+; xilanase, avicelase, CMCase e ?-glucosidase foram ativadas por Mn+; avicelase e CMCase foram ativadas por Ag+; lacase por EDTA; ?-glucosidase e lacase por Mg2+, CMCase por Hg2+ e xilanase, ?-glucosidase e lacase por Cu2+. Os extratos foram utilizados na formulação de coquetéis enzimáticos para biobranqueamento da polpa de celulose. A aplicação dos extratos BSR, VSR, VM5 sobre a polpa marrom não resultou em uma redução significativa do número Kappa quando comparados ao controle, uma vez que todos os extratos apresentavam uma coloração muito escura, a qual fora originada por componentes e pigmentos provenientes dos meios de cultivo dos micro-organismos com bagaço de cevada e que, consequentemente, interferiram na determinação do número Kappa. Desta forma, o coquetel otimizado teve como formulação: 20,3 mL do meio TKADAMS e 10 mL do extrato do meio produtor de lacase para cada 4 gramas de polpa tratada, pH 5,5; 35,9ºC, 48 horas. Este tratamento resultou na redução de 1,83 pontos no número Kappa da polpa marrom, representando uma eficiência de 20,3%, e aumento de 4,65 na alvura, em relação ao controle. A aplicação do coquetel nos resíduos lignocelulósicos ocasionou a formação máxima de 85 mg/mL de açúcares redutores, em 24 horas no tratamento do bagaço de cevada, e 25 mg/mL de açúcares redutores, em 3 horas no tratamento do bagaço de cana. A aplicação do coquetel nas polpas de papel reciclado ocasionou um maior destintamento. A aplicação do coquetel desenvolvido na polpa de celulose, nos resíduos lignocelulósicos e fibras secundárias mostrou-se promissora para biobranqueamento, biodegradação e destintamento destes, respectivamente. A aplicação de enzimas no processo de biobranqueamento da polpa de celulose é uma alternativa viável e que auxilia a redução de custos, água, energia e colabora com o meio ambiente. A lacase foi importante no biobranqueamento da polpa de celulose sendo que o aumento da escala de produção do T. versicolor para biorreator levou a uma produção 6,25 vezes maior comparada aquela em Erlenmeyer, provavelmente devido a aeração constante / This work aimed to prospect and characterize fungal enzymes, which break biomass, looking for the cellulose pulp biobleaching application. For this, 13 filamentous fungi of the Fungi Library were selected and among them Aspergillus versicolor and A. brasiliensis were those that stood out as inducers of xylanase, amylase, CMCase, avicelase and ?-glucosidase production. The use of barley bagasse as carbon source was the best condition for xylanase, amylase and ?-glucosidase production in SR medium (Segato Rizzatti) and M5 medium was the best for CMCase, avicelase and FPase production, in cultures incubated for 72-168 h. In order to optimize the concentration of the carbon source and the temperature of the cultures, a Central Composite Rotational Design was elaborated. (i) BSR extract, in SR medium for the xylanase production by A. brasiliensis, 96 hours, in static culture, at 30°C with barley bagasse 3%; (ii) VSR extract, in SR medium, for the amylase and ?-glucosidase from A. versicolor, 120 hours in static culture, at 35°C, with barley bagasse 3.41%. (iii) VM5 extract, in M5 medium for CMCase, avicelase and FPase from A. versicolor, 120 hours of static culture, at 30°C with barley bagasse 2%. Lacase was produced by Trametes versicolor (iv), in a medium containing vinasse and distilled water (1:5 v/v), cotton 1% and peptone 0.1%, for 15 days at 30ºC. In parallel, the production of a xylanase from A. tamarii Kita (v) with barley bagasse 2.9% was optimized in ADAMS medium for 129 hours (designated - TKADAMS medium). The thermal stability study showed that xylanase was stable with 60% of relative activity at 40°C for up to 24 hours and for 30 minutes at 50°C. At 60°C the enzyme was poorly stable. Amylase was stable for 24 hours at 40 and 50°C, with 80% of relative activity. CMCase and FPase was poorly stable at all temperatures tested. Avicelase was activated by the exposure at 40, 50 and 60°C. ?-glucosidase was stable at 40°C for up to 24 hours, with 80% of relative activity; at 50°C it showed a relative activity of 60% for 180 minutes and at 60° it showed 40% of relative activity for 30 minutes. Laccase was stable at 50°C with t50 for 60 minutes. At 60°C it showed an activity of 30% for up to 240 minutes and at 70°C it showed 40% of activity for 30 minutes. As for pH, xylanase showed the best activity in a range of pH 4.0-5.0 and 7.0-8.0. Amylase, CMCase, avicelase, FPase, ?-glucosidase and laccase showed expressive activities in a range of pH 4.0-5.5. The tests of pH stability in 24 hours showed that xylanase was stable at pH 5.5-7.0, amylase at pH 5.0-6.5, CMCase, FPase and laccase at pH 4.5, avicelase at pH 3.0 and ?-glucosidase at pH 5.0-5.5. The effect of ions showed that CMCase and ?-glucosidase were activated by K+, Zn+ and Ba2+; CMCase, ?-glucosidase and lacase were activated by NH4+ and Ca2+; amylase, CMCase, ?-glucosidase and lacase were activated by Co2+; amylase, CMCase and ?-glucosidase by Al3+ and Fe2+; xylanase, avicelase, CMCase and ?-glucosidase by Mn+; avicelase and CMCase by Ag+; lacase by EDTA; ?-glucosidase e lacase by Mg2+, CMCase by Hg2+ and xylanase, ?-glucosidase and lacase by Cu2+. The extracts were used in the formulation of enzymatic cocktails for cellulose pulp biobleaching. The application of BSR, VSR and VM5 extracts on the brown pulp did not result on a significant reduction of the Kappa number when compared to the control, on account of the dark coloration of these extracts caused by the components and pigments from the cultivation with the microorganisms and barley bagasse, which as a consequence, interfered in the determination of the Kappa number. Thus, an optimized cocktail was formulated: for each 4 grams of treated pulp 20.3 mL of TKADAMS extract and 10 mL of laccase extract, pH 5.5; 35.9°C, 48 hours. This treatment resulted in the reduction of 1.83 points in the Kappa number of the brown pulp, representing an efficiency of 20.3%, and a brightness increase of 4.65 when compared to the control. The application of the cocktail in the lignocellulosic residues resulted in the formation of 85 mg/mL of reducing sugars in barley bagasse treatment for 24 hours and, 25 mg/ml of reducing sugars in sugarcane bagasse treatment for 3 hours. The application of the cocktail in the recycled paper pulps caused a greater deinking. The application of the formulated cocktail in the cellulose pulp, lignocellulosic residues and secondary fibres was promising for biobleaching, biodegradation and deinking, respectively. The enzyme application in cellulose biobleaching is a viable alternative, which helps reducing costs, water, energy and collaborates with the environment. Laccase was important in the cellulose biobleaching and the increase of its production by T. versicolor through bioreactor led to a production 6.25 times higher than that in Erlenmeyer, probably due to the constant aeration

O engaço de bananeira, suporte que sustenta o cacho de bananas, normalmente é descartado após a colheita da fruta, seja nas casas de embalagens (packing houses) ou em centros distribuidores, onde é considerado verdadeiro resíduo pelo grande volume gerado e por não ser aproveitado. Por essa razão e por constituir-se em material fibroso, o engaço foi avaliado para produção de polpa celulósica. O engaço in natura apresenta cerca de 93% de umidade e células de parênquima em abundância; em termos de composição química, o engaço apresenta 7,4% de lignina, 47,8% de extrativos totais, e 47,6% de holocelulose. Nesta pesquisa, a performance do engaço como matéria-prima para produção de polpa celulósica foi avaliada, usando o CaO como fonte álcali. Foram utilizadas lavagem e pré-extração aquosa (100 ºC, por 100 minutos) como pré-processos com o propósito de reduzir a grande quantidade de extrativos no bagaço do engaço de bananeira. O bagaço original e os materiais obtidos após os pré-processos foram submetidos à polpação com CaO com 8, 10, 12 e 14% de CaO, à temperatura de 120 ºC por 120 minutos em digestor rotativo. Para comparação foi utilizado o processo soda de polpação, sob as mesmas condições, usando-se 12% de NaOH como carga alcalina. Os resultados mostraram que a aplicação da lavagem e pré-extração aquosa ocasionaram a redução de cerca de 40% da massa inicial do bagaço. Considerando-se as condições de polpação e também a composição química do engaço de bananeira, os pré-processos avaliados não apresentaram um significativo efeito no processo de cozimento. Para a polpação do engaço, o processo de polpação cal pode ser considerado uma alternativa técnica para produção de polpa celulósica, apresentando níveis de deslignificação similar ao do processo de polpação soda. / The banana stem, grain stalk that supports the banana fruits, is normally discarded after the fruit harvesting, either in the 'packing house' or in the delivering centers, where it is considered a residue due to the great volume generated. For this reason and for being a fibrous material, stem was evaluated for pulp production. The stem in natura presents 93 % of humidity and parenchymatic cells in abundance; in terms of chemical composition the stem presents 7,4% of lignin, 47,0 % of total extractives and 45,6% of holocelullose. In this research, the performance of the stem as raw material for pulp production was evaluated, using the CaO as an alkali source. Washing and aqueous pre-extraction (100 ºC and 100 minutes) were considered as a pre-process in order to reduce the amount of extractives on the banana stem bagasse; the original bagasse and the materials obtained after the pre-processes were submitted to the CaO pulping with 8, 10, 12 and 14 % of CaO, at 120 ºC temperature during 120 minutes in rotating digester. For comparison, a soda cooking was carried out, under the same conditions using 12% of NaOH as alkaline charge. The results showed that the aplication of washing and aqueous pre-extraction caused a reduction of about 40% in the initial mass of bagasse. Considering the pulping conditions and also the chemical composition of the banana stem bagasse the pre-process evaluated did not show a significant effect on the cooking process itself. For the banana stem pulping, a CaO process can be considered a technical alternative for pulp production, with delignification rates similar to the NaOH process.

O engaço de bananeira, suporte que sustenta o cacho de bananas, normalmente é descartado após a colheita da fruta, seja nas casas de embalagens (packing houses) ou em centros distribuidores, onde é considerado verdadeiro resíduo pelo grande volume gerado e por não ser aproveitado. Por essa razão e por constituir-se em material fibroso, o engaço foi avaliado para produção de polpa celulósica. O engaço in natura apresenta cerca de 93% de umidade e células de parênquima em abundância; em termos de composição química, o engaço apresenta 7,4% de lignina, 47,8% de extrativos totais, e 47,6% de holocelulose. Nesta pesquisa, a performance do engaço como matéria-prima para produção de polpa celulósica foi avaliada, usando o CaO como fonte álcali. Foram utilizadas lavagem e pré-extração aquosa (100 ºC, por 100 minutos) como pré-processos com o propósito de reduzir a grande quantidade de extrativos no bagaço do engaço de bananeira. O bagaço original e os materiais obtidos após os pré-processos foram submetidos à polpação com CaO com 8, 10, 12 e 14% de CaO, à temperatura de 120 ºC por 120 minutos em digestor rotativo. Para comparação foi utilizado o processo soda de polpação, sob as mesmas condições, usando-se 12% de NaOH como carga alcalina. Os resultados mostraram que a aplicação da lavagem e pré-extração aquosa ocasionaram a redução de cerca de 40% da massa inicial do bagaço. Considerando-se as condições de polpação e também a composição química do engaço de bananeira, os pré-processos avaliados não apresentaram um significativo efeito no processo de cozimento. Para a polpação do engaço, o processo de polpação cal pode ser considerado uma alternativa técnica para produção de polpa celulósica, apresentando níveis de deslignificação similar ao do processo de polpação soda. / The banana stem, grain stalk that supports the banana fruits, is normally discarded after the fruit harvesting, either in the 'packing house' or in the delivering centers, where it is considered a residue due to the great volume generated. For this reason and for being a fibrous material, stem was evaluated for pulp production. The stem in natura presents 93 % of humidity and parenchymatic cells in abundance; in terms of chemical composition the stem presents 7,4% of lignin, 47,0 % of total extractives and 45,6% of holocelullose. In this research, the performance of the stem as raw material for pulp production was evaluated, using the CaO as an alkali source. Washing and aqueous pre-extraction (100 ºC and 100 minutes) were considered as a pre-process in order to reduce the amount of extractives on the banana stem bagasse; the original bagasse and the materials obtained after the pre-processes were submitted to the CaO pulping with 8, 10, 12 and 14 % of CaO, at 120 ºC temperature during 120 minutes in rotating digester. For comparison, a soda cooking was carried out, under the same conditions using 12% of NaOH as alkaline charge. The results showed that the aplication of washing and aqueous pre-extraction caused a reduction of about 40% in the initial mass of bagasse. Considering the pulping conditions and also the chemical composition of the banana stem bagasse the pre-process evaluated did not show a significant effect on the cooking process itself. For the banana stem pulping, a CaO process can be considered a technical alternative for pulp production, with delignification rates similar to the NaOH process.

O objetivo desse trabalho foi estudar o potencial de xilanases presentes no filtrado de cultura e de xilanases purificadas de Penicillium chrysogenum no processo de branqueamento de polpa celulósica de pseudocaule de bananeiras frutíferas. Inicialmente, estabeleceu-se o meio e o tempo de cultivo ótimos para a produção de xilanase pelas linhagens IFO-4626 e M-85 de Penicillium chrysogenum. Ambas as linhagens apresentam, além da alta atividade de xilanase, alta atividade de pectinases e baixa atividade de celulases, características que contribuem para seu emprego no processamento de polpa e(ou) fibras celulósicas. Para a linhagem IFO-4626, a melhor produção de xilanase foi obtida no meio Ferreira após 60h de cultivo, usando como indutor xilana de oat spelt. O desempenho da linhagem M-85 só se iguala ao da IFO-4626 no tempo 72h, no meio Haas. Como fontes de carbono, palha de cana-de-açúcar e fibra de coco podem substituir a xilana de oat spelt na produção de xilanase pela linhagem IFO-4626. Xilose pode induzir a síntese de xilanase quando nenhuma fonte de xilana é adicionada ao meio. A inibição da atividade de xilanase foi observada nos meios com xilana e glicose (1%) ou galactose (1%). Nos experimentos de purificação da xilanase foi usado o filtrado de cultura obtido após 72h de cultivo da linhagem IFO-4626 no meio Ferreira. Dois picos com atividade de xilanase foram obtidos após a eluição em uma coluna de troca aniônica DEAE-Sephacel. A xilanase I, com massa molecular de 12,6 kDa, Km = 12,14 mg/mL e Vmáx = 7,75 U/µg de proteína, não se ligou à resina e a xilanase II, com massa molecular de 20 kDa, Km = 39,32 mg/mL e Vmáx = 1579,62 mg/mL, foi eluída com 100 mM de NaCl. Tanto as xilanases presentes no filtrado de cultura como as xilanases I e II, apresentaram boa estabilidade térmica a 40°C e 50°C e em valores de pH de 3,5 a 9,0. Porém, além de não possuírem boa estabilidade a 60°C, suas temperaturas e pH ótimos de reação são baixos. As xilanases presentes no filtrado de cultura foram ativadas pela presença de Fe+2, Mn+2, Ca+2 e ditiotreitol (DTT) e inibidas pela presença de Zn+2, dodecil sulfato de sódio (SDS), Pb+2 e Hg+2. A atividade da xilanase I foi estimulada por DTT, Ca+2 e Mn+2 e inibidas por Cu+2, Zn+2, SDS e Hg+2. Já a xilanase II foi inibida por Hg+2 e ativada por diversos íons: Mn+2, Co+2, Fe+2, Ba+2, Ca+2, Cu+2, Mg+2 e por NH4+ e DTT. As xilanases presentes no filtrado de cultura da linhagem IFO-4626 e as xilanases purificadas I e II favoreceram a liberação de cromóforos a 237nm e de açúcares redutores. Porém, as enzimas presentes no filtrado de cultura mostraram-se mais adequadas para liberação de cromóforos com absorção em diferentes comprimentos de onda. Ou seja, constatou-se que as enzimas presentes no filtrado de cultura possuem melhor potencial do que as xilanases purificadas I e II, para favorecer o posterior branqueamento da polpa kraft de pseudocaules de bananeiras frutíferas. / The aim of this work was to study the potential of xylanases present in culture filtrate of Penicillium chrysogenum and of this xylanases purified in favor of the pre-bleaching of pseudo-stem cellulosic pulp of banana trees. Early, it was established the optimal media and time of culture to production of xylanases by IFO-4626 and M-85 Penicillium chrysogenum strains. Both strains have presented such characteristics as to contribute to their use in pulp and/or cellulosic fibers industrial process, besides the high activity of pectinases and the low activity of cellulases. To the IFO-4626 strain, the best production of xylanases using as inductor oat spelt xylan was obtained in the Ferreira medium, after 60h of culture. The performance of M-85 strain only was equal to that at the 72 hours in the Haas medium. As carbon sources, both sugar-cane straw and coconut fiber can substitute the oat spelt xylan in the production of xylanase by IFO-4626 strain. Xylose can induce the synthesis of xylanase when no xylan source was added to the culture medium. The inhibition of activity of xilanase was observed in medium with xylan plus glycose (1%) or galactose (1%). In the essays about xylanase purification, it was used the culture filtrate of IFO-4626 strain, obtained after 72 hours of culture in Ferreira medium. Two peaks with xylanase activity were obtained after the elution in an anionic-exchange column DEAE-Sephacel. The xylanase I, showed molecular mass of 12.6 kDa, Km = 12.14mg/mL and Vmax = 7.75 U/µg of protein, and it was not bind to the resin, and the xylanase II, with molecular mass of 20 kDa, Km = 39.32 mg/mL and Vmáx = 1579.62 mg/mL, was eluted with NaCl 100 mM. The xylanases in the culture filtrate, and the xylanases I and II, have presented good stability at 40°C and 50°C, and in pH values 3.5 to 9.0, despite of having no good stability at 60°C, their optimal temperatures and pH of reaction are low. The xylanases present in culture filtrate were activated by the presence of Fe+2, Mn+2, Ca+2 and dithiothreitol (DTT) and inhibited by the presence of Zn+2, sodium dodecyl sulphate (SDS), Pb+2 and Hg+2. The xylanase I activity was stimulated by DTT, Ca+2, and Mn+2, and inhibited by Cu+2, Zn+2, SDS, and Hg+2. On the other hand, the xylanase II was inibited by Hg+2, and it was activated by several ions, like as: Mn+2, Co+2, Fe+2, Ba+2, Ca+2, Cu+2, Mg+2, and by NH4+ and DTT. The xylanases from IFO-4626 strain, present in the culture filtrate, and the purified xylanases I and II favored the release of chromophores at 237 nm, and release of reducing sugars. Although, the enzymes present in the culture filtrate show better adequacy than the purified ones in order to release chromophores, they show absorption in different wave lengths. In other words, it was verified that the enzymes present in the culture filtrate have the best potential to favor the further bleaching of the banana tree pseudo-stem kraft pulp.

O objetivo desse trabalho foi estudar o potencial de xilanases presentes no filtrado de cultura e de xilanases purificadas de Penicillium chrysogenum no processo de branqueamento de polpa celulósica de pseudocaule de bananeiras frutíferas. Inicialmente, estabeleceu-se o meio e o tempo de cultivo ótimos para a produção de xilanase pelas linhagens IFO-4626 e M-85 de Penicillium chrysogenum. Ambas as linhagens apresentam, além da alta atividade de xilanase, alta atividade de pectinases e baixa atividade de celulases, características que contribuem para seu emprego no processamento de polpa e(ou) fibras celulósicas. Para a linhagem IFO-4626, a melhor produção de xilanase foi obtida no meio Ferreira após 60h de cultivo, usando como indutor xilana de oat spelt. O desempenho da linhagem M-85 só se iguala ao da IFO-4626 no tempo 72h, no meio Haas. Como fontes de carbono, palha de cana-de-açúcar e fibra de coco podem substituir a xilana de oat spelt na produção de xilanase pela linhagem IFO-4626. Xilose pode induzir a síntese de xilanase quando nenhuma fonte de xilana é adicionada ao meio. A inibição da atividade de xilanase foi observada nos meios com xilana e glicose (1%) ou galactose (1%). Nos experimentos de purificação da xilanase foi usado o filtrado de cultura obtido após 72h de cultivo da linhagem IFO-4626 no meio Ferreira. Dois picos com atividade de xilanase foram obtidos após a eluição em uma coluna de troca aniônica DEAE-Sephacel. A xilanase I, com massa molecular de 12,6 kDa, Km = 12,14 mg/mL e Vmáx = 7,75 U/µg de proteína, não se ligou à resina e a xilanase II, com massa molecular de 20 kDa, Km = 39,32 mg/mL e Vmáx = 1579,62 mg/mL, foi eluída com 100 mM de NaCl. Tanto as xilanases presentes no filtrado de cultura como as xilanases I e II, apresentaram boa estabilidade térmica a 40°C e 50°C e em valores de pH de 3,5 a 9,0. Porém, além de não possuírem boa estabilidade a 60°C, suas temperaturas e pH ótimos de reação são baixos. As xilanases presentes no filtrado de cultura foram ativadas pela presença de Fe+2, Mn+2, Ca+2 e ditiotreitol (DTT) e inibidas pela presença de Zn+2, dodecil sulfato de sódio (SDS), Pb+2 e Hg+2. A atividade da xilanase I foi estimulada por DTT, Ca+2 e Mn+2 e inibidas por Cu+2, Zn+2, SDS e Hg+2. Já a xilanase II foi inibida por Hg+2 e ativada por diversos íons: Mn+2, Co+2, Fe+2, Ba+2, Ca+2, Cu+2, Mg+2 e por NH4+ e DTT. As xilanases presentes no filtrado de cultura da linhagem IFO-4626 e as xilanases purificadas I e II favoreceram a liberação de cromóforos a 237nm e de açúcares redutores. Porém, as enzimas presentes no filtrado de cultura mostraram-se mais adequadas para liberação de cromóforos com absorção em diferentes comprimentos de onda. Ou seja, constatou-se que as enzimas presentes no filtrado de cultura possuem melhor potencial do que as xilanases purificadas I e II, para favorecer o posterior branqueamento da polpa kraft de pseudocaules de bananeiras frutíferas. / The aim of this work was to study the potential of xylanases present in culture filtrate of Penicillium chrysogenum and of this xylanases purified in favor of the pre-bleaching of pseudo-stem cellulosic pulp of banana trees. Early, it was established the optimal media and time of culture to production of xylanases by IFO-4626 and M-85 Penicillium chrysogenum strains. Both strains have presented such characteristics as to contribute to their use in pulp and/or cellulosic fibers industrial process, besides the high activity of pectinases and the low activity of cellulases. To the IFO-4626 strain, the best production of xylanases using as inductor oat spelt xylan was obtained in the Ferreira medium, after 60h of culture. The performance of M-85 strain only was equal to that at the 72 hours in the Haas medium. As carbon sources, both sugar-cane straw and coconut fiber can substitute the oat spelt xylan in the production of xylanase by IFO-4626 strain. Xylose can induce the synthesis of xylanase when no xylan source was added to the culture medium. The inhibition of activity of xilanase was observed in medium with xylan plus glycose (1%) or galactose (1%). In the essays about xylanase purification, it was used the culture filtrate of IFO-4626 strain, obtained after 72 hours of culture in Ferreira medium. Two peaks with xylanase activity were obtained after the elution in an anionic-exchange column DEAE-Sephacel. The xylanase I, showed molecular mass of 12.6 kDa, Km = 12.14mg/mL and Vmax = 7.75 U/µg of protein, and it was not bind to the resin, and the xylanase II, with molecular mass of 20 kDa, Km = 39.32 mg/mL and Vmáx = 1579.62 mg/mL, was eluted with NaCl 100 mM. The xylanases in the culture filtrate, and the xylanases I and II, have presented good stability at 40°C and 50°C, and in pH values 3.5 to 9.0, despite of having no good stability at 60°C, their optimal temperatures and pH of reaction are low. The xylanases present in culture filtrate were activated by the presence of Fe+2, Mn+2, Ca+2 and dithiothreitol (DTT) and inhibited by the presence of Zn+2, sodium dodecyl sulphate (SDS), Pb+2 and Hg+2. The xylanase I activity was stimulated by DTT, Ca+2, and Mn+2, and inhibited by Cu+2, Zn+2, SDS, and Hg+2. On the other hand, the xylanase II was inibited by Hg+2, and it was activated by several ions, like as: Mn+2, Co+2, Fe+2, Ba+2, Ca+2, Cu+2, Mg+2, and by NH4+ and DTT. The xylanases from IFO-4626 strain, present in the culture filtrate, and the purified xylanases I and II favored the release of chromophores at 237 nm, and release of reducing sugars. Although, the enzymes present in the culture filtrate show better adequacy than the purified ones in order to release chromophores, they show absorption in different wave lengths. In other words, it was verified that the enzymes present in the culture filtrate have the best potential to favor the further bleaching of the banana tree pseudo-stem kraft pulp.

Made available in DSpace on 2015-03-26T14:01:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1760747 bytes, checksum: b23270d9a84cb0b100565e1289c68cfb (MD5) Previous issue date: 2011-07-18 / As fontes de energia fósseis estão se esgotando rapidamente. Estima-se que as fontes de petróleo, de gás natural e de carvão mineral se esgotarão em 50, 65 e 200 anos, respectivamente. Diante dessa realidade, faz-se necessário estudar a viabilidade técnica e econômica de se produzir combustíveis a partir da biomassa. O bioetanol tem sido muito investigado, uma vez que possui muitas vantagens, sendo a principal delas, seu uso como combustível no setor dos transportes. Para produzir etanol, a biomassa pode ser usada total ou parcialmente. Neste estudo foi investigada a utilização parcial da madeira de Pinus radiata para produção de bioetanol. Foram extraídas as hemiceluloses da madeira por hidrólise ácida em diferentes condições de temperatura, concentração de ácido, e de tempo, determinando-se, estatisticamente, a melhor combinação dessas variáveis para maximizar a extração de açúcares das hemiceluloses, como monômeros. A partir das concentrações dos açúcares e dos inibidores gerados, foi determinado que a quantidade de etanol que se pode produzir varia entre 20 e 30 L/ton de madeira seca, dependendo das condições de extração selecionadas. A madeira restante foi submetida a um processo de polpação kraft e branqueamento para produzir fibras de celulose, o que exigiu menor fator H durante o cozimento para alcançar um mesmo número kappa e menor consumo de produtos químicos no processo de branqueamento para atingir o mesmo nível de alvura final da polpa. Contudo, as propriedades físico-mecânicas foram afetadas devido à ausência de hemiceluloses, apresentando quedas nas propriedades de índice de tração e de estouro da ordem de 35% e 41%, respectivamente, em relação à polpa derivada de madeira normal de Pinus radiata (sem extração de hemiceluloses). / Las fuentes de energía fósiles han comenzado a agotarse con gran rapidez. Es más, los investigadores en general han acordado que el petróleo se consumirá en 50 años, el gas natural en 65 y el carbón en 200 años aproximadamente. Debido a esto, se estudia actualmente la factibilidad técnica y económica de producir biocombustibles a partir de biomasa. El bioetanol, es una de las posibilidades que más se está investigando, puesto que tiene muchas ventajas; siendo la principal: su uso como combustible en el sector del transporte. Para producir etanol, se puede utilizar la biomasa completa o extraer parte de ella. En este estudio se investigó la extracción de hemicelulosas desde madera de Pinus radiata por hidrólisis en ácido diluido a diferentes condiciones de temperatura, concentración de ácido y tiempo, determinando estadísticamente la mejor combinación de estas variables para la maximización de extracción de azúcares como monómeros. A partir de éstas concentraciones y los inhibidores generados se determinó la cantidad de etanol posible de producir el que varió entre 20 30 l/ton de madera seca dependiendo de las condiciones de extracción seleccionadas. La madera remanente fue sometida a un proceso de pulpaje kraft y blanqueo para producir fibras de celulosa, la cual requirió menor factor H durante la cocción para lograr un mismo número kappa y un consumo menor de reactivos químicos en el proceso de blanqueo para lograr una misma blancura ISO%. Sin embargo las propiedades fisicomecánicas se ven afectadas debido a la ausencia de hemicelulosas registrándose caídas en el índice de tensión y explosión de 35% y 41%, respectivamente, lo que se traduce en una pulpa con menor resistencia a una que proviene de madera sin extracción de hemicelulosas.