Navegando por Autor "Dragone, Solange Ines Mussatto"
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Item Biorrefinaria multiproduto do bagaço de malte : uma análise integrada das plataformas de extração de proteína seguida da produção de ácidos graxos voláteis por digestão anaeróbia.(2023) Fonseca, Yasmim Arantes da; Baeta, Bruno Eduardo Lobo; Gurgel, Leandro Vinícius Alves; Baeta, Bruno Eduardo Lobo; Silva, Silvana de Queiroz; Santos, André Bezerra dos; Gurgel, Leandro Vinícius Alves; Guimarães, Valeria Monteze; Dragone, Solange Ines Mussatto; Herrera Adarme, Oscar FernandoO bagaço de malte (BM) representa 85% do total de resíduos produzidos durante o processo de fabricação de cerveja, com um volume global de produção anual superior a 38 Mton. No Brasil, a maior parte desse resíduo agroindustrial é usado como suplementação nutricional para animais. Entretanto, no contexto da economia circular, essa biomassa pode ser fracionada para a obtenção de múltiplos produtos, dentre os quais as proteínas e os ácidos graxos voláteis (AGVs). Assim, nesse estudo foi avaliado o pré-tratamento alcalino sob pressão reduzida (PAPR) para extrair proteínas do bagaço de malte bruto, além da produção de ácidos carboxílicos por digestão anaeróbia a partir da fração sólida pré-tratada. A condição ótima do PAPR (T = 70oC, P = 455 mBar, t = 1 h e [NaOH] = 180 mmol L−1) foi capaz de remover 80% das proteínas do BM. Além disso, a condição otimizada foi seletiva (76,8%), teve uma pegada de carbono estimada reduzida (0,43 g CO2 g proteína extraída −1) e requer um tempo curto de reação (1 h). A remoção das proteínas do bagaço de malte não afetou o uso posterior da fração sólida para a produção de AGVs, como mostraram os resultados dos testes de digestão anaeróbia realizados com bagaço de malte in natura (BM-N) (cAGVs = 8005,3 mg L −1 ) e pré-tratado (BM-P) (cAGVs = 8126.6 mg L −1). O esterco bovino pré-tratado termicamente foi o melhor inóculo para a produção de AGVs a partir do BM, quando comparado aos tratamentos ácido, alcalino e com 2-bromoetanosulfato. A condição otimizada (T = 25oC e pH = 9) para a produção de AGVs a partir da fração sólida do bagaço de malte produziu 7900 mg L −1 de AGVs. Nos testes de fermentação, Clostridiaceae e Peptostreptococcaceae foram os membros mais abundantes nos reatores alimentados com BM-N. Por outro lado, nos reatores alimentados com BM-P a comunidade microbiana foi dominada pelas famílias Bacteroidaceae e Oscillospiraceae, que juntas representaram mais de 52% dos microrganismos identificados. A análise do ciclo de vida das tecnologias emergentes mostrou os pontos críticos para melhorar a atratividade das plataformas investigadas, quando comparada ao business as usual. A plataforma 2 (proteínas, gás natural e fertilizantes) foi a que apresentou menores emissões na categoria aquecimento global (2,4 kg CO2-eq). Para a plataforma multiproduto 3 (proteínas, AGVs, gás natural e fertilizantes) (10,0 kg CO2-eq) sugere-se que os estudos futuros concentrem os seus esforços em aumentar a eficiência de conversão da digestão anaeróbia visando a produção de AGVs.Item Reduced-pressure alkaline pretreatment as an innovative and sustainable technology to extract protein from brewer’s spent grain.(2023) Fonseca, Yasmim Arantes da; Gurgel, Leandro Vinícius Alves; Baeta, Bruno Eduardo Lobo; Dragone, Giuliano; Dragone, Solange Ines MussattoOne of the bottlenecks related to the extraction of protein from lignocellulosic biomass is the development of an efficient, selective, economical, and environmentally friendly process. This study investigated the reducedpressure alkaline pretreatment (RPAP) as an innovative approach for protein extraction from brewer’s spent grain (BSG). Experiments were carried out at different temperatures (30–70 ◦C), pressures (150–1025 mBar), times (1–7 h), and NaOH concentrations (20–180 mM) to obtain a high-yield and selective protein extraction associated with low CO2 emissions and high processing capacity per batch. Protein concentration, total CO2 emissions per protein extracted, selectivity (related to sugars), and processing capacity were the responses considered for optimization. The optimum condition (T = 70 ◦C; P = 455 mBar, t = 1 h, and [NaOH] = 180.00 mM) was able to extract 80% of the total protein present in BSG composition. This condition was also selective (76.8%) and had a low carbon footprint (0.43 g CO2 g protein extracted − 1 ). Glutamic acid was the most abundant amino acid in both raw BSG (23.4%) and protein hydrolysate (24.7%), followed by leucine (9.5% and 8.4%, respectively), proline (8.4% and 11.8%, respectively), and aspartic acid (9.0% and 8.1%, respectively). RPAP was demonstrated to be an efficient and sustainable technology for protein extraction from BSG. This opens up new opportunities for BSG and other protein-rich lignocellulosic materials valorization in a biorefinery.