Influência dos estádios fenológicos de cultivares de sorgo biomassa e sacarino para a produção de etanol 2G: avaliação da recalcitrância ao processo de sacarificação enzimática, análise de fermentabilidade e rendimento produtivo

Abstract

A busca por combustíveis de fontes renováveis tem promovido o mercado de bioetanol de segunda geração, que utiliza biomassas agrícolas, florestais ou residuais que não comprometem ou competem com a oferta de alimentos. Neste estudo, que destaca o sorgo como biomassa energética, foi avaliada a influência dos estádios fenológicos de três diferentes genótipos sobre a composição lignocelulósica, a fermentabilidade da fração C5, obtida após o pré-tratamento termoquímico da biomassa, e sobre a recalcitrância à sacarificação enzimática do conteúdo celulósico. Foram avaliados os genótipos CMSXS5035, CMSXS5043 e BRS716 cultivados no município de Sete Lagoas, Minas Gerais, na safra 2022/2023 e colhidos com 120 e 150 dias após a plantio . As amostras foram submetidas à caracterização centesimal, com foco na determinação da composição lignocelulósica da biomassa antes e após o pré-tratamento termoquímico. O pré-tratamento foi realizado com H2SO4 diluído, em condição previamente otimizada, resultando em fração solúvel rica em pentoses e na fração celulósica recuperada por filtração. A fração de celulignina foi submetida à sacarificação enzimática com o produto CellicCTec2 (Novozymes®). Ensaios fermentativos da fração C6 foram realizados com levedura comercial da espécie Saccharomyces cerevisiae e os ensaios fermentativos da fração C5 foram realizados com a levedura não-convencional Candida akabanensis UFVJM R131. A composição lignocelulósica dos genótipos de sorgo destacou-se por apresentar conteúdo de celulose e hemicelulose totalizando aproximadamente 50% de seu peso seco, indicando expressivo potencial para sua conversão em etanol 2G. A conversão da celulose em etanol produziu mostos fermentados com 2 g L-¹ a 10 g L-¹ de álcool e, a conversão da fração hemicelulose resultou em fermentados com 3 g L-¹ a 7 g L-¹. O estádio fenológico dos genótipos avaliados não afetou a composição lignocelulósica ou a eficiência da etapa de pré-tratamento.O processo de sacarificação enzimática e fermentação simultânea da fração celulósica recuperadas após o pré-tratamento não foi influenciado pelos estádios fenológicos dos genótipos. Entretanto, houve diferença entre genótipos, indicando que o fator predominante está relacionado à quantidade de celulose e lignina em cada genótipo.