O presente trabalho teve como objetivo desenvolver coquetéis enzimáticos para a hidrólise de substratos específicos gerados a partir de bagaço de cana pré-tratado com tecnologias brandas de pré-tratamento (processo sulfito-alcalino e processo biológico com o fungo Ceriporiopsis subvermispora). Inicialmente, os substratos em estudo foram hidrolisados empregando diferentes cargas do complexo enzimático comercial Cellic CTec2 (5, 10 e 20 FPU/g de substrato) de modo a determinar a performance desse coquetel na digestibilidade dos bagaços pré-tratados. Os resultados obtidos demonstraram que maiores conversões de glucana e xilana são obtidas utilizando uma carga de 20 FPU, porém a redução da carga para 10 FPU não acarretou em uma diminuição proporcional na eficiência da hidrólise, sendo essa menor carga empregada nos ensaios subsequentes. Considerando que os substratos em estudo apresentaram quantidades apreciáveis de hemicelulose residual, o efeito da remoção desse componente por meio de um segundo pré-tratamento, empregando ácido diluído, demonstrou ser possível alcançar um aumento de aproximadamente 34% na conversão da celulose em glicose quando a remoção química de hemicelulose foi da ordem de 56%. Para viabilizar a remoção enzimática da hemicelulose, o complexo Cellic CTec2 foi então suplementado com hemicelulases acessórias, visto que a atividade total de xilanase já era elevada. O efeito de β-Xilosidase e de α-arabinofuranosidase (ambas em cargas de 1, 3 e 5 mg/g de substrato), bem como a adição conjunta das duas enzimas foi avaliado frente às conversões de grupos arabinosil, além de xilana e glucana. Para o bagaço pré-tratado com sulfito-alcalino, os maiores rendimentos de sacarificação foram obtidos utilizando 1 mg/g de α-arabinofuranosidase, aumentando em 17,5 % a conversão em glucana e 27% a conversão de xilana. Para o bagaço biotratado com C. subvermispora, as maiores eficiências de sacarificação foram alcançadas com a adição de 1 mg/g de β-Xilosidase, provendo um aumento de 30% e 27% na conversão em glucana e xilana, respectivamente. Considerando a presença de grupos acetil e ácidos hidroxicinâmicos no substrato biotratado com C. subvermispora, foi avaliada também a suplementação do coquetel Cellic CTec2 com 1 mg/g de acetil xilana esterase e 1 mg/g de feruloil esterase, adicionadas individualmente, onde foi observado extensa remoção de grupos acetil e ácido ferúlico, resultado no aumento de 27% e 21% nos rendimentos de glicose, aplicando acetil xilana esterase e feruloil esterase, respectivamente. Outro importante resultado observado foi em relação a adição de albumina ao complexo Cellic CTec2. Nas baixas doses de adição de albumina (até 2 mg/g de substrato), não houve efeito positivo na sacarificação. Por outro lado, adições de cargas elevadas de albumina (25 e 250 mg/g de substrato) proporcionaram maiores níveis de sacarificação do substrato pré-tratado com sulfito-alcalino. Dessa forma, o presente estudo demonstrou ser possível aumentar os níveis de sacarificação de substratos pré-tratados de forma branda, nos quais ainda havia níveis elevados de hemicelulose e lignina residual, quer pela adição de baixas doses de hemicelulases acessórias ou de doses elevadas de albumina ao meio reacional que continha o preparado comercial Cellic CTec2.

The present study aimed to develop enzymatic cocktails for enzymatic digestion of mildly pretreated sugarcane bagasse substrates (process alkaline-sulfite and the biological process using the fungus Ceriporiopsis subvermispora). Enzymatic digestion of both pretreated substrates were initially assayed with increasingly loads of the commercial cellulolytic preparation Cellic CTec2 (5, 10 and 20 IU/g substrate). Saccharification levels were maximal at 20 FPU/g substrate; however, decreasing enzyme loads from 20 FPU/g to 10 FPU/g did not result in proportional decrease in saccharification efficiency. Therefore, subsequent assays were performed at 10 FPU/g substrate. Considering that both substrates contained significant amounts of residual hemicellulose, a selective dilute acid treatment was developed to remove hemicellulose and increase saccharification levels. Up to 34% increases in saccharification efficiency was associated with 56% hemicellulose removal after the acid treatment. Enzymatic removal of hemicellulose was attempted by using accessory hemicelulases, once the Cellic CTec2 complex already presented high total xylanase levels. β-Xylosidase (1, and 5 mg/g of substrate) and α-arabinofuranosidase (1, 3 and 5 mg / g of substrate) were added to the reaction media. For alkaline-sulfite pretreated substrate, 1 mg/g of α-arabinofuranosidase increased saccharification efficiency by 17.5% and 27% for glucan and xylan conversion, respectively. For the biologically pretreated substrate, 1 mg/g of β-Xylosidase provided the highest increases in saccharification efficiency, achieving 30% and 27% for glucan and xylan conversions, respectively. Considering the occurrence of acetyl and hydroxycinnamic acids groups in the biologically pretreated substrate, 1 mg/g acetyl xylan esterases and 1 mg/g feruloyl esterases were also assayed, providing extensive removal of acetyl and ferulic acid groups, which resulted in 27% and 21% increases of glucan conversion by using acetyl xylan esterase and feruloyl esterase, respectively. Another important result was associated with the use of albumin in the reaction media. For low albumin dosages (up to 2 mg/g substrate), saccharification efficiencies were unaffected. However, high albumin dosages (25 and 250 mg/g substrate) resulted in increased saccharification efficiencies. In summary, the present study demonstrated that it is possible to improve the hydrolysis of mildly pretreated sugarcane bagasse by using either, additional low dosages of accessory hemicellulases or high albumin dosages in the reaction media based on the use of the commercial Cellic CTec2 commercial preparation.