Neste trabalho, o processo de produção de celulases e hemicelulases pelo fungo da
podridão-branca Pycnoporus sanguineus PF-2 visando a sua aplicação na
sacarificação do bagaço de cana foi estudada. Inicialmente, o meio de cultura para a
produção de celulases e xilanase foi otimizado a partir das metodologias Fatorial
Fracionado 25-1 (resolução V) seguido por um Delineamento Composto Central
Rotacional (DCCR). Para a máxima produção de endoglicanase (16,42 U/mL), FPase
(0,38 U/mL) e xilanase (111,03 U/mL), os valores ótimos para os fatores
concentração de forrageira, concentração de peptona e concentração de ZnSO 4 foram
4 % (m/v), 2 % (m/v) e 12,5 mg/L, respectivamente. Já os valores ótimos para o
tempo de cultivo foi 186,1 h para endoglicanase, 180 h para FPase e 185,1 h para
xilanase. Para atividade celobiase, a máxima produção (0,35 U/mL) ocorreu quando
os fatores concentração de forrageira, concentração de peptona e tempo de cultivo
foram 4 % (m/v), 2 % (m/v) e 60 h. As atividades de endoglicanase, celobiase e
xilanase produzidas apresentaram máximas atividades entre 55 e 65 °C e em pH
entre 4,0 e 5,5. Endoglicanase e xilanase retiveram mais de 50 % de atividade
residual após 13 h de incubação a 60 °C. O extrato bruto otimizado foi aplicado na
sacarificação do bagaço de cana, convertendo 17,4 % da celulose em glicose após 76
h. Em sequência, a fim de se obter maiores rendimentos na hidrólise do bagaço de
cana, o extrato enzimático de P. sanguineus, produzido em fermentação submersa
(FS), e o extrato enzimático de C. cubensis, produzido em fermentação em estado
sólido (FES), foram misturados em diferentes proporções e avaliados quanto à
ocorrência de sinergismos entre as enzimas presentes nestes extratos. Os coquetéis
produzidos a partir de uma simples mistura dos extratos enzimáticos destes fungos
não apresentaram nenhum efeito sinérgico positivo. Contudo, quando esta mistura foi
realizada de forma não convencional, ou seja, durante a extração enzimática das
enzimas produzidas na FES, observou-se grandes efeitos sinérgicos sobre as
atividades das enzimas FPase, exoglicanase, celobiase, β-glicosidase, xilanase, β-
viiixilosidase e -arabinofuranosidase. Os aumentos obtidos nas atividades enzimáticas
destas enzimas foram de 52,2 %, 9,2 %, 62 %, 26,5 %, 12,2 %, 56,2 % e 18,4 %,
respectivamente. O coquetel produzido a partir desta mistura não convencional dos
extratos enzimáticos de P. sanguineus e C. cubensis foi aplicado na sacarificação do
bagaço de cana e altos rendimentos de conversão de glicana e xilana foram
alcançados. Quando utilizou-se uma carga enzimática de 10 FPU/g, foram obtidos
rendimentos de 85 % e 95% de conversão de glicana e xilana, respectivamente. Já
quando uma carga de 5 FPU/g foi utilizada, os rendimentos foram de 68 % e 85 %
para conversão de glicana e xilana, respectivamente. Por fim, um novo complexo
celulásico, CMCase, produzido pelo fungo P. sanguineus, foi purificado e
caracterizado cinético e bioquimicamente. O complexo CMCase purificado é
composto por duas endoglicanases, sendo uma pertencente a família GH10 e outra
com homologia parcial às proteínas TLs (Thaumatinas-like) e ainda sem
classificação; além de duas celobiohidrolases, GH6 e GH7. A endoglicanase GH10
possui massa molecular de 35,9 kDa. A endoglicanase sem classificação e a
celobiohidrolase GH6 possuem massas moleculares de 42 kDa, já a celobiohidrolase
GH7 possui massa molecular de 52,7 kDa. O complexo CMCase foi bastante
termoestável, com temperatura ótima de atividade a 70°C, e apresentando meia-vida
de 57,2 h a 50°C. Além disso, apresentou altas atividades em uma ampla faixa de pH
(3,5-5,5) e temperatura (50-75°C). Os valores de KM e Vmax foram de 45,72 mg/mL e
7 μmol/min, respectivamente. Foi verificado que os íons metálicos Fe3+, Ag3+, Hg2+ e
Cu2+ e os reagentes SDS, furfural, HMF e ácido acético apresentam efeito inibitório
sobre a atividade enzimática do complexo CMCase. Foi observado também que
complexo CMCase possui maior especificidade pelo substrato barley-β-glicano e
pelas hemiceluloses xilana birchwood e locust bean gum, apresentando também altas
atividades sobre estes substrato. Além disso, o complexo CMCase foi aplicado na
hidrólise do CMC e verificou-se uma grande formação de glicose e celobiose com o
decorrer do tempo, sugerindo uma clivagem assimétrica dos oligossacarídeos
maiores produzidos, ou seja, o complexo CMCase cliva preferencialmente em
regiões mais externas dos oligassacarídeos maiores.