A produção biotecnológica de produtos de interesse industrial que utilizem biomassa lignocelulósica como fonte de açúcares solúveis, sob a configuração de uma biorrefinaria, tem mostrado grande potencial nas últimas décadas. Atualmente, as enzimas desempenham um papel predominante nas indústrias em virtude da sua seletividade ao catalisar reações bioquímicas, com destaque para as indústrias farmacêuticas, por exemplo, que cada vez mais buscam medicamentos à base de enzimas. A L-asparaginase (L-asparagina amidohidrolase, EC 3.5.1.1, ASNase) é uma enzima que catalisa a hidrólise de L-asparagina em ácido Laspártico e amônia. Suas aplicações variam desde a indústria de alimentos até a indústria farmacêutica. Pesquisas neste campo focam na produção com maior rendimento a um custo menor. O preço e a disponibilidade de fontes de carbono são fatores-chave para o sucesso econômico dos processos biotecnológicos. Com base em uma plataforma de biorrefinaria, a biomassa renovável pode servir como matéria-prima alternativa na produção de açúcares solúveis para a produção de enzimas como a L-asparaginase. Desta forma, o sabugo de milho é uma alternativa que pode contribuir com estes requisitos servindo como matéria-prima na obtenção de um produto de alto valor agregado. Neste sentido, este trabalho visou obter a Lasparaginase com o uso de hidrolisado celulósico de sabugo de milho (HCSM) como fonte alternativa de carbono utilizando a cepa Escherichia coli BL21 (DE3) recombinante. Inicialmente, o sabugo de milho moído e seco foi pré-tratado sequencialmente por ácido sulfúrico diluído e álcali. A hidrólise enzimática do sabugo de milho pré-tratado sequencialmente por ácido sulfúrico diluído e álcali foi conduzida em frascos Erlenmeyer (125 mL) contendo 50 mL de meio (Tween 80 10% m/m), complexo enzimático Cellic® CTec2 (25,25 FPU/g, tampão citrato de sódio 50 mmol/L) a pH 4,8, sob agitação de 200 rpm em incubadora de movimento rotatório a 50 °C e relação sólido:líquido 1:10 (m/v). Desta última etapa, a fração sólida remanescente apresentou visualmente alteração em sua cor e, após sua hidrólise enzimática, obteve-se um hidrolisado celulósico (HCSM) rico em glicose (92,25 g/L) contendo 5,45 g/L de xilose. Estudou-se a remoção da cor do HCSM com carvão vegetal ativado e obteve-se uma remoção de 100 % de sua cor e 89,34 % de remoção de compostos fenólicos totais sem alteração da concentração de glicose. Em agitador orbital, o crescimento celular de Escherichia coli BL21 (DE3) recombinante e indução da enzima Lasparaginase foi realizado em HCSM não tratado, HCSM tratado com carvão vegetal ativado (HCSM-CA) e concentrado (HCSM-[C]) diluídos numa concentração de 5 g/L de glicose além do meio definido para comparação. A maior atividade de L-asparaginase observada foi no HCSM^diluído (5761,70 U/L) em 24 horas de pós-indução com baixa produção de acetato. Por este motivo, o HCSM^d foi utilizado no cultivo em sistema descontínuo-alimentado numa concentração de 27,5 g/L de glicose com alimentação exponencial de fonte alternativa de carbono e com alimentação pós-indução (pH-stat). Ao final do cultivo obteve-se resultados promissores, com uma atividade L-asparaginásica de 116615,8 U/L ou 2028 U/g de célula com concentração celular de 57,5 g/L. Este trabalho contribui para a produção da enzima L-asparaginase, um produto de alto valor agregado sob o conceito de um biorrefinaria.

The biotechnological production of products of industrial interest that use lignocellulosic biomass as a source of soluble sugars under the configuration of a biorefinery has shown great potential in recent decades. Currently, enzymes play a predominant role in industries due to their selectivity in catalyzing biochemical reactions, emphasizing Pharmaceutical industries, which are increasingly looking for enzyme-based medicines. L-asparaginase (Lasparagine amidohydrolase, EC 3.5.1.1, ASNase) is an enzyme that catalyzes the hydrolysis of L-asparagine to L-aspartic acid and ammonia. Its applications range from the food industry to the pharmaceutical industry. Research in this field focuses on producing higher yields at a lower cost. The price and availability of carbon sources are critical factors for the economic success of biotechnological processes. Based on a biorefinery platform, renewable biomass can serve as an alternative feedstock in the production of soluble sugars for the production of enzymes such as L-asparaginase. In this way, corn cob is an alternative that can contribute to these requirements by serving as a raw material in obtaining a high added value product. In this sense, this work aimed to obtain L-asparaginase using corn cob cellulosic hydrolysate (HCSM) as an alternative carbon source using the recombinant Escherichia coli BL21 (DE3) strain. Initially, the ground and dried corn cob were sequentially pretreated by dilute sulfuric acid and alkali. The enzymatic hydrolysis of corn cob sequentially pretreated by dilute sulfuric acid and alkali was carried out in Erlenmeyer flasks (125 mL) containing 50 mL of medium (Tween 80 10% w/w), Cellic® CTec2 enzyme complex (25, 25 FPU/g, 50 mmol/L sodium citrate buffer) at pH 4.8, under stirring at 200 rpm in a rotating incubator at 50 °C and solid:liquid ratio 1:10 (m/v). In this step, the remaining solid fraction visually changed its color, and, after its enzymatic hydrolysis, a glucose-rich cellulosic hydrolysate (HCSM) was obtained (92.25 g/L) containing 5.45 g/L of xylose. The color removal of the HCSM with activated charcoal was carried out, and the removal of 100% of its color and 89.34% of the removal of total phenolic compounds was obtained without changing the glucose concentration. In an orbital shaker, the cell growth of recombinant Escherichia coli BL21 (DE3) and L-asparaginase enzyme induction was performed in untreated HCSM, charcoal treated HCSM (HCSM-CA), and concentrate (HCSM-[C]) diluted to a concentration of 5 g/L glucose in addition to the defined medium for comparison. The highest L-asparaginase activity observed was in HCSM^d (5761.70 U/L) at 24 hours post-induction with low acetate production. For this reason, HCSM^d was used in fed-batch cultivation at a concentration of 27.5 g/L of glucose with exponential feeding of alternative carbon source and post-induction feeding (pH-stat). At the end of the cultivation, promising results were obtained, with an L-asparaginase activity of 116615.8 U/L or 2028 U/g of cell with a cell concentration of 57.5 g/L. This work contributes to the production of the enzyme L-asparaginase, a product with high added value under the concept of a biorefinery.