Enzimas e etanol
O uso de matérias-primas amiláceas (amido) ou lignocelulósicas (celulose) inclui a hidrólise dos polissacarídeos presentes nesses materiais para liberação dos açúcares fermentáveis. A hidrólise enzimática prévia faz-se necessária, pois grande parte das leveduras produtoras de etanol não são capazes de fermentar diretamente o amido e a celulose. A hidrólise enzimática do amido, com as hidrolases amilases, é um processo facilitado pela própria função natural do amido e a dos polissacarídeos, da biomassa e da celulose, é um processo mais elaborado, precisando ser facilitado por uma etapa de prétratamento para a acessibilidade das hidrolases celulases e xilanases à celulose e à xilana, respectivamente.
Na produção de etanol a partir de materiais amiláceos, é preciso hidrolisar o amido em glicose pela combinação de duas enzimas (α-amilase e glicoamilase) para depois fermentá-lo pela levedura Saccharomyces cerevisiae, o que é feito através de cocção e hidrólise enzimática.
A opção pela hidrólise enzimática da celulose, com celulases, decorre da ausência de condições severas. Esta estratégia tecnológica é um avanço com relação à hidrólise ácida que geram hidrolisados tóxicos que dificultam o metabolismo da célula viva. Para degradar a celulose, os microrganismos celulolíticos produzem uma mistura complexa de enzimas: as celulases. A hidrólise da celulose pelas celulases envolve a adsorção das celulases à superfície do substrato e hidrólise de celulose em açúcares fermentáveis.
Os hidrolisados das porções polissacarídicas de materiais lignocelulósicos possuem uma mistura de hexoses (principalmente glicose), derivada principalmente da celulose e pentoses (principalmente xilose), derivada da hemicelulose. Os microrganismos capazes de fermentar a glicose, como o S. cerevisiae, não são capazes de fermentar xilose, ficando esta fração de cinco carbonos sem uso imediato.
Diferentes estratégias estão sendo estudadas para a