Análise do sinergismo enzimático na desconstrução da parede celular da polpa kraft para a obtenção de nanocelulose

Abstract

Como resposta à poluição gerada pelo uso desmedido dos combustíveis fósseis e dos plásticos sintéticos, se torna sumamente necessário inovar com tecnologias que garantem um equilíbrio sustentável entre a sociedade e o meio ambiente, favorecendo também uma economia circular. Uma das áreas cujo interesse tem aumentado exponencialmente nas últimas décadas é a produção de biocombustíveis e biomateriais a base de polímeros naturais como a nanocelulose, a qual possui propriedades interessantes e uma grande gama de possíveis aplicações. Utilizando um planejamento estatístico de mistura simplex centroide, foi definida uma mistura ótima enzimática para a produção de nanocelulose fibrilar derivada de polpa de celulose Kraft. A mistura de enzimas está constituída por um 69 % de enzima endoglucanase, 31 % exoglucanase e 0 % de β-glucosidase. De igual forma, o processo de produção de nanocelulose fibrilar foi otimizado mediante um Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR), o qual variou a carga de sólidos entre 0,015 g/mL – 0,05 g/mL e a carga enzimática entre 0,5 U/g e 5,0 U/g. O ponto ótimo apresentado para o estudo de DCCR que permitirá maiores índices de cristalinidade na produção de nanocelulose corresponde a 0,974 U/g para a carga enzimática e a 0,015 g/mL para a carga de sólidos. Através de difração de raio-x, foram obtidos valores de índice de cristalinidade da nanocelulose fibrilada de até 80,87 % com a fórmula de Segal e de 49,17 % com o método da deconvolução do pico. Utilizando microscopia eletrônica de varredura, se quantificaram médias de diâmetros de fibras de nanocelulose de até 250 nm – 300 nm. Finalmente, foi possível comprovar a natureza sinérgica das interações entre as enzimas que participaram da produção de nanocelulose por apresentarem valores do Fator de Colby superiores a um (1)