Agro-industrial residues in biotechnological production of xylitol / Resíduos agroindustriais para produção biotecnológica de xilitol

ABSTRACT

Lignocellulosic residues, such as sugarcane bagasse, rice and oat straw and forest cuttings, are abundant and inexpensive sources of carbohydrates (cellulose and hemicellulose) with potential application in several conversion processes. Xylose, the predominant sugar in the hemicellulose fraction can be converted to xylitol. Xylitol is a polyol with some interesting properties that can make it an important product for the food and pharmaceutical industry. It is a compound with sweetness similar to that sucrose, is non-cariogenic, tolerated by diabetics and recommended for obese people. This polyol is currently produced by chemical catalysis of the xylose from lignocellulosic residues. However, this process needs expensive purification steps to obtain pure xylitol. Alternatively, it can be produced by biotechnological methods, using microorganisms, specially yeasts. These processes consist of hemicellulosic hydrolysate fermentation from agro-industrial residues, wich could compete with the traditional chemical method. The present work aims the accomplishment of a review about xylitol detaching the structural aspects, ways of attainment and applications; main hemicellulosic substrates used in its production; acid hydrolysis and treatment of the hemicellulosic hydrolysate for use as substrate to produce xylitol by microbial way.

RESUMO

Resíduos lignocelulósicos tais como bagaço de cana-de-açúcar, palha de arroz, casca de aveia e resíduos florestais representam fontes abundantes e não dispendiosas de carboidratos (celulose e hemicelulose) com potencial aplicação em processos de conversão química ou microbiana em produtos de interesse comercial. Xilose, o açúcar predominante na fração hemicelulósica pode ser convertido em xilitol. O xilitol é um poliol com propriedades físico-química importantes para as indústrias alimentícia e farmacêutica. É um composto com doçura semelhante à da sacarose, anticariogênico, tolerado por diabéticos e recomendado para pessoas obesas. Este poliol é produzido ,em grande escala, por hidrogenação catalítica da xilose presente em hidrolisados lignocelulósicos, porém as soluções obtidas por este processo requerem onerosos passos de purificação para obtenção do xilitol puro. Alternativamente, pode ser produzido por métodos biotecnológicos utilizando leveduras e/ou enzimas. Tais processos consistem na fermentação de hidrolisados hemicelulósicos de resíduos agroindustriais, e podem competir com o tradicional processo químico. O presente trabalho teve como objetivo a realização de uma revisão bibliográfica sobre xilitol destacando os aspectos estruturais, as vias de obtenção e aplicações, principais substratos hemicelulósicos empregad