ICTR 2004 CONGRESSO BRASILEIRO DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA EM RESÍDUOS E DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL Costão do Santinho Florianópolis Santa Catarina

Transcrição

1 ICTR 2004 CONGRESSO BRASILEIRO DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA EM RESÍDUOS E DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL Costão do Santinho Florianópolis Santa Catarina AVALIAÇÃO QUÍMICA DA CASCA DE AVEIA PARA APROVEITAMENTO EM PROCESSOS BIOTECNOLÓGICOS Carolina Tamanini Eliana V. Canettieri Maria das Graças A. Felipe Maria Celia O. Hauly Fernanda P. Bernardi PRÓXIMA Realização: ICTR Instituto de Ciência e Tecnologia em Resíduos e Desenvolvimento Sustentável NISAM - USP Núcleo de Informações em Saúde Ambiental da USP

2 AVALIAÇÃO QUÍMICA DA CASCA DE AVEIA PARA APROVEITAMENTO EM PROCESSOS BIOTECNOLÓGICOS Carolina Tamanini 2, Eliana V. Canettieri 3, Maria das Graças A. Felipe 4, Maria Celia O. Hauly 5, Fernanda P. Bernardi 6 RESUMO Pesquisas quanto ao aproveitamento de resíduos agroindustriais em processos biotecnológicos vêm aumentando em função do impacto negativo ao meio ambiente causado pelos mesmos. Estudos prévios de caracterização química destes resíduos são necessários para determinação de seus principais componentes (celulose, hemicelulose e lignina) e melhor utilização destes em diferentes bioprocessos. Vários resíduos têm sido avaliados como matéria prima para produção de xilitol, adoçante anticariogênico importante nos segmentos farmacêutico, odontológico e alimentício. A aveia, cereal conhecido por seu alto conteúdo de fibras, representa importante alternativa de cultivo de inverno no Sul do Brasil. Durante seu processamento é liberado grande volume de cascas, correspondente a 25-30% do peso do grão. Desta forma, este trabalho teve como objetivo determinar a composição química da casca de aveia visando o seu aproveitamento para produção biotecnológica de xilitol. Para realização das análises o resíduo foi moído e os extrativos foram retirados com etanol. As amostras foram hidrolisadas com ácido sulfúrico (72%) e filtradas. A fração solúvel foi utilizada para determinação de açúcares (glicose, xilose, arabinose) ácidos acético e glucurônico, e o resíduo sólido para quantificação de lignina insolúvel. De acordo com os resultados a casca de aveia apresentou a seguinte composição (%): extrativos (5,35), celulose (29,26), hemicelulose (28,35), lignina insolúvel (22,22), grupos acetila (1,60), cinzas (4,49) e outros componentes (8,73%). Em função do elevado teor de hemicelulose presente na casca de aveia em relação a outros resíduos da agroindústria, esta é promissora para aproveitamento como matéria prima para a produção microbiológica de xilitol. PALAVRAS CHAVE: resíduos lignocelulósicos, casca de aveia, xilose, xilitol. 2 Mestranda do programa em Biotecnologia Agroindustrial - Departamento de Bioquímica e Biotecnolgia/UEL, 3 Doutoranda do programa em Engenharia Mecânica - Departamento de Energia - FEG/UNESP, 4* Doutora, professora e pesquisadora do Departamento de Biotecnologia/FAENQUIL, 5 Doutora, professora e pesquisadora do Departamento de Bioquímica e Biotecnolgia/UEL, 6 Aluna de Iniciação Científica do Departamento de Biotecnologia/FAENQUIL. 2,5 Universidade Estadual de Londrina UEL Departamento de Bioquímica e Biotecnologia - Caixa Postal 6001, CEP Londrina/PR. 3 Faculdade de Engenharia de Guaratinguetá - FEG/UNESP - CEP , Guaratinguetá/SP. 4,6 Faculdade de Engenharia Química de Lorena FAENQUIL Departamento de Biotecnologia - Caixa Postal 116 CEP , Lorena/SP. * mgafelipe@debiq.faenquil.br 2049

3 INTRODUÇÃO A aveia, cereal membro do gênero Avena, da família Gramineae teve seu cultivo iniciado recentemente se comparado a outros cereais como o trigo. Foi primeiramente cultivada no norte da Europa, em função do aumento do uso de cavalos como animais de trabalho, provavelmente dois mil anos antes de Cristo (CERES). Existem múltiplas possibilidades de utilização da aveia como a produção de grãos (alimentação humana e animal), forragem (pastejo, feno, silagem ou cortada e fornecida fresca no cocho), cobertura do solo e adubação verde (proteção e melhoria das condições físicas do solo) e para inibir as infestações de plantas invasoras (efeito alelopático) (SÁ, 1995, p.4). A produção mundial de aveia se mantém em torno de 50 milhões de toneladas/ano o que representa 5 a 7% da produção mundial de grãos (McMULLEN, 1991, p. 208). Os maiores produtores são Rússia, Estados Unidos, Canadá, Alemanha, Polônia, Finlândia e Austrália (CERES). A maior parte da produção, aproximadamente 75%, é representada por Avena sativa (aveia branca) (WEBSTER, 1996, p. 179). No Brasil a aveia é cultivada em oito estados: Rio Grande do Sul, Santa Catarina, Paraná, São Paulo, Mato Grosso do Sul, Minas Gerais, Rio de Janeiro e Espírito Santo em locais onde a temperatura (20 a 25º C) favorece o seu desenvolvimento vegetativo (SÁ, 1995, p. 4). A produção em 2000 foi estimada em 362,4 milhões de toneladas sendo 75% aveia preta. No Paraná, maior produtor do país, essa relação se repete: na safra 1999/2000 foram plantados 35,5 mil hectares da aveia branca e 117,7 mil toneladas da preta, embora o cultivo de variedades brancas venha crescendo. A aveia preta (Avena strigosa) possui as mesmas qualidades nutricionais da aveia branca, mas não serve à indústria de alimentos porque seus grãos pequenos e irregulares não resultam em flocos uniformes ao final do processamento sendo utilizada apenas para alimentação animal e manejo e conservação do solo (BEZERRA, 2000). A casca da aveia é um subproduto da moagem do grão (DESHPAND; SINGH; SINGH,1991, p. 116) e representa 25 a 30% do peso do mesmo (WEBSTER, 1996, p. 192). Sua função é a proteção do grão contra fatores do ambiente e ataque de patógenos (KUREK et al, 2002, p. 752). A casca da aveia tem sido tradicionalmente descartada durante o processamento do grão, tornando-se um poluente ao meio ambiente (GALDEANO, 2001, p. 2). As pentosanas presentes na casca são utilizadas na produção comercial de furfural, o qual é utilizado na fabricação de resinas fenólicas e como solvente (DESHPAND; SINGH; SINGH,1991, p. 116) e na produção de furanos, além de relatar-se a presença de um fator anticariogênico na mesma (WEBSTER, 1996, p. 192). Outras aplicações da casca de aveia são a produção de pães, biscoitos e massas alimentícias (GALDEANO, 2001, p. 23). A casca de aveia poderá também ser aproveitada para a produção de xilitol, uma das principais linhas de pesquisa do Grupo de Processos Fermentativos do Departamento de Biotecnologia da Faculdade de Engenharia Química de Lorena. O xilitol (C 5 H 12 O 5 ), um álcool pentahidroxilado (pentiol) de xilose, de massa molar 152,15 g/mol, é um produto intermediário do metabolismo de carboidratos no homem e em animais (MANZ et al., 1973) e tem sido empregado na formulação de vários produtos alimentícios e de higiene oral em função de suas peculiaridades como não participação de reações do tipo Maillard, anticariogenicidade (EMODI, 1978, p. 28), além de seu metabolismo independente da insulina (YILIKAHRI, 1979, 2050

4 p. 159). O emprego deste para a prevenção de osteoporose (MATTILA; KNUUTTILA; SVANBERG, 1998) e tratamento de otite aguda (TAIPAINEN et al., 2002), foi recentemente relatado. Este poliol é produzido em larga escala por hidrogenação catalítica de soluções ricas em xilose provenientes da hidrólise ácida de materiais lignocelulósicos ricos em xilana. São necessárias sucessivas etapas de cromatografia de troca iônica para obtenção de uma solução de xilose de alta pureza. Esta solução sofre redução catalítica em xilitol utilizando níquel como catalisador. O xilitol passa então por processo de cristalização, que requer várias etapas de purificação para remoção de resíduos tóxicos do catalisador e de subprodutos que venham a ser formados durante a hidrogenação (MELAJA; HÄMÄLÄINEN, 1977). A etapa inicial de purificação do hidrolisado consiste em um processo químico que permite a recuperação somente de 50 a 60% da xilose (NIGAM, SINGH, 1995, p. 120) além de perdas na etapa de remoção de resíduos do catalisador para purificação do produto final (PARAJÓ, DOMÍNGUEZ, DOMÍNGUEZ, 1998, p. 192). A via biotecnológica apresenta-se como alternativa à via química de obtenção de xilitol em função do alto custo do processo químico e da capacidade de microrganismos fermentarem a xilose presente nos hidrolisados (PARAJÓ, DOMÍNGUEZ, DOMÍNGUEZ, 1998, p. 193). Dentre os microrganismos, as leveduras têm se destacado para a produção de xilitol principalmente Candida guilliermondii (FELIPE et al., 1997 a, b e 2003, MARTON, 2002; RODRIGUES et al., 2003) O metabolismo de xilose em leveduras inicia-se com o seu transporte através da membrana celular por diferentes mecanismos (WINKELHAUSEN; KUZMANOVA, 1998, p. 3) e, uma vez no interior das células, é reduzida em xilitol através da enzima xilose redutase que requer como cofator o NADPH, seguida da oxidação a xilulose pela enzima xilitol desidrogenase que requer como cofator o NAD +. A xilulose é fosforilada a xilulose-5-fosfato que pode ser convertida em piruvato através da conexão da via das fosofpentoses com a via Embden-Meyerhof-Parnas (HAHN-HAGERDAL et al, 1994, p. 933) A xilose utilizada na produção biotecnológica de xilitol é proveniente de hidrolisados hemicelulósicos de resíduos agroindustriais tais como bagaço de canade-açúcar (FELIPE et al.,1997a e b; DOMINGUEZ et al., 1996; ALVES et al., 1998; VERDE, 2001; MARTON, 2002; RODRIGUES et al., 2003), cavacos de eucalipto (PARAJÓ; DOMÍNGUEZ; DOMÍNGUEZ, 1998; CANETTIERI et al., 2003), palha de arroz (MUSSATO; ROBERTO 2002), e palha de trigo (CANILHA, 2002). Visando utilizar a casca de aveia como matéria prima para a produção biotecnológica de xilitol, o objetivo do presente trabalho foi determinar a composição química desta matéria prima e compará-la a de outras fontes de biomassa vegetal. MATERIAL E MÉTODOS Matéria-prima A casca de aveia branca (Avena sativa) cultivar IAC 7 foi fornecida pela Indústria SL Cereais e Alimentos Ltda de Mauá da Serra PR. Os resíduos foram homogeinezados e armazenados em sacos de 10 Kg. Para as análises estes foram moídos e passados por peneira de 20 mesh (0,84 mm), seguido da determinação de umidade em balança ultravioleta de massa seca. Hidrólise da casca de aveia 2051

5 A análise dos teores dos componentes da casca de aveia foi realizada de acordo com a metodologia descrita por Dunning e Dallas (1949) que se fundamenta na sacarificação quantitativa dos polissacarídeos de diferentes matérias-primas vegetais. Amostras de 2g de casca de aveia moída foram acondicionados em envelopes de papel de filtro e submetidos a extração com etanol 95% em Soxhlet durante 6 horas. Após secagem das mesmas, primeiramente ao ar para evaporação do solvente e em seguida em estufa a 105ºC até peso constante, a quantidade de extrativos foi determinada com base no peso seco. Em um béquer contendo 1 g do material moído e isento de extrativos foram adicionados 10 ml de H 2 SO 4 72% e a mistura foi agitada continuamente por 7 minutos sendo mantida em banho termostático a 45ºC. Nessa etapa, denominada hidrólise principal, ocorre o rompimento das fibras de celulose em oligômeros. Completado o tempo da hidrólise, a reação foi interrompida com adição de 275 ml de água destilada e o conteúdo do béquer transferido para um frasco Erlenmeyer de 500 ml. A suspensão foi então autoclavada a 121º C por 30 minutos. Ocorre nesta etapa o que se denomina pós-hidrólise, sendo os oligômeros transformados em monômeros. Após resfriamento, a suspensão foi filtrada em papel de filtro quantitativo, previamente seco a 105º C, e transferida quantitativamente para balão volumétrico de 250 ml. O volume foi completado com água destilada e submetido à análise de açúcares (celobiose, glicose, xilose e arabinose), ácido glucurônico e acético. Determinação de lignina Os sólidos retidos no papel de filtro foram lavados com água destilada até completa neutralização e submetido a secagem a 105º C, até peso constante. O teor de lignina foi calculado conforme a equação 1. % lignina = massa de lignina (g) x 100% (equação 1) massa da amostra (g) Determinação da concentração de açúcares, ácido acético e glucurônico As concentrações dos açúcares glicose, xilose, arabinose, celobiose bem como de dos ácidos glucurônico e acético foram determinadas por cromatografia líquida de alta eficiência (WATERS 786), nas seguintes condições: coluna BIO RAD Aminex HPX-87H (300 x 7,8 mm); temperatura da coluna, 45 o C; detetor de índice de refração WATERS 410; eluente H 2 SO 4 0,01, fluxo de 0,6mL/min.; volume da amostra injetada, 20 μl. As amostras provenientes do balão de 250 ml, após devidamente diluídas, foram filtradas em filtro Sep Pak C18 (MILLIPORE). O eluente foi filtrado a vácuo em membrana HAWP 0,45μm de poro, 47mm de diâmetro (MILLIPORE) e simultaneamente degaseificado em banho de ultra-som (THORTON) por 25 minutos. As concentrações (g/l) foram divididas pela massa do material (em base seca) e multiplicadas pelos fatores de hidrólise para conversão das concentrações em porcentagens de cada componente. Os fatores de hidrólise para conversão de glicose e celobiose em celulose são 0,90 e 0,95, respectivamente. Do mesmo modo, xilose, arabinose e ácido glucurônico foram convertidos em hemicelulose usando fator 0,88 para os açúcares e 1 para o ácido. O ácido acético foi convertido em grupos aceti multiplicando-se sua concentração por 0,

6 Determinação do teor de cinzas O teor de cinzas foi determinado pelo método nº (AOAC, 1995). Para tanto 1g de amostra foi pesada em cadinho de porcelana, previamente padronizado na mufla a 550 C, e colocada na mufla por aproximadamente 3 horas a 800º C. Após este tempo, a amostra foi retirada da mufla, transferida para o dessecador e após resfriamento até temperatura ambiente foi pesada. Resultados A casca de aveia apresentou teor de umidade de 9,76%. Sua composição química parcial da casca, com base no peso seco, é apresentada na figura 1. Composição química parcial da casca de 8,73% aveia 5,35% 4,49% 1,60% 22,22% 29,26% 28,35% Celulose Hemicelulose Lignina Cinzas Extrativos Grupos acetila Outros Figura 1: Composição química parcial da casca de aveia. Discussão A tabela 2 apresenta a composição química parcial de alguns resíduos lignocelulósicos utilizados na produção de hidrolisados hemicelulósicos. Tabela 2: Composição química parcial de alguns resíduos lignocelulósicos. Resíduo Celulose Hemicelulose Lignina Grupos Cinzas Referência (%) (%) (%) acetila (%) (%) Palha de arroz 43, ,2 n.d. 11,4 Mussato; Roberto, 2002, p. 34. Eucaliptus grandis 40,20 15,67 23,44 2,43 1,41 Canettieri et al, 2002, p. 52 Palha de n.d. n.d. Herrera et al, 2003 sorgo Palha de trigo 33,81 31,83 20,12 n.d. n.d. Cândido; Canilha, Silva, 2002, p. 108 Bagaço de 40,19 26,42 25,15 n.d. n.d. Neureiter et al, 2002 cana Farelo de cevada 23,0 32,7 24,4 1,6 n.d. Cruz et al, 2000, p.82 Sabugo de 31,7 34,7 20,3 3,4 n.d. Cruz et al, 2000, milho Folhas de milho p.82 37,6 34,5 12,6 3,2 n.d. Cruz et al, 2000, p

7 Eucaliptus globulus 46,3 17,1 22,9 3,6 n.d. Cruz et al, 2000, p.82 n. d. = não disponível Observando a tabela 2 verifica-se que o teor de celulose presente na casca de aveia (29,26%) é inferior aos demais resíduos exceto ao farelo de cevada (23%). A quantidade de hemicelulose (28,35%) é superior a da palha de arroz, Eucaliptus grandis, bagaço de cana-de-açúcar e Eucaliptus globulus e, embora inferior, semelhante à da palha de trigo, resíduos amplamente utilizados na produção biotecnológica de xilitol. Esta característica da casca de aveia demonstra a possibilidade de sua utilização como matéria prima no processo biotecnológico de obtenção deste poliol. Em relação ao teor de lignina, a quantidade presente na casca de aveia (22,22%) é semelhante ao da maioria dos resíduos apresentados. A quantidade de grupos acetila presentes na casca de aveia é semelhante ao dos sabugos de milho e inferior aos dos outros resíduos citados na tabela 2. O teor de cinzas foi superior ao dos resíduos de Eucaliptus grandis e inferior ao da palha de arroz. Galdeano (2001) determinou a composição química de casca de aveia branca através da metodologia estabelecida por Claye, Idouraine e Weber (1995) que consiste na utilização de enzimas e diferentes soluções de extração para separar as frações de celulose, hemicelose, lignina e substâncias pécticas insolúveis obtendo os seguintes resultados (%): celulose (48,09), hemicelulose (29,45), lignina (6,53), substâncias pécticas insolúveis (3,98%), cinzas (3,50). Apesar do teor de hemicelulose ter sido bastante semelhante ao obtido neste trabalho, o teor de celulose foi superior e o de lignina inferior. Estas diferenças podem estar relacionadas aos métodos de determinação utilizados e/ou à variabilidade normal existente entre as matérias primas. CONCLUSÃO A casca de aveia, em virtude de seu alto teor de hemicelulose, apresenta grande potencial para a produção biotecnológica de xilitol, direcionando este resíduo para a geração de um produto de alto valor agregado. AGRADECIMENTOS Os autores agradecem o apoio financeiro da Funadação Araucária-PR e CNPq e à SL Cereais e Alimentos Ltda pelo fornecimento da matéria prima. REFERÊNCIAS 1. CERES - Laboratório de Ciência e Tecnologia de Cereais, Departamento de Ciência e Tecnologia de Alimentos, Centro de Ciências Agrárias, Universidade Federal de Santa Catarina. Disponível em: Acesso em 04/09/ SÁ, J. P. G. Utilização da aveia na alimentação animal. Circular nº 87 - IAPAR (Instituto Agronômico do Paraná), março/1995, 20p. 3. McMULLEAN, M. S. Oats. In: LORENZ,K. L; KULP, K. (ed) Handbook of Cereal Science and Technology. Marcel Dekker Inc, 1991, cap. 4, p WEBSTER, F. H Oats. In: HENRY, R. J.; KETTLEWELL, P. S. (ed) Cereal Grain Quality Chapman Hall, 1996, p

8 5. BEZERRA, J. A. Lavoura saudável. In: Revista Globo Rural, ed 182, dez Disponível em Acesso em 7/9/03 6. DESHPAND, S. S.; SINGH, B.; SINGH, U. CereaIs In: SALUNKHE, D. K.; DESHPANDE, S. S. (ed) Foods and Plant Origin: Production, Technology and Human Nutrition. Publicado por Van Nostrand Reinhold, 1991, cap 1, p KUREK, A. J.; CARVALHO, F. I. F.; OLIVEIRA, A. C, MACHIORO, V. S, CRUZ, P. J. Fatores genéticos relacionados com a expressão do caráter perccentual de cariopse em aveia branca. Ciência Rural, v. 32, n. 5, p , GALDEANO, M. C. Caracterização e aplicação de casca de aveia modificada por tratamento com peróxido de hidrogênio alcalino associado à extrusão. Dissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia de Alimentos) Departamento de Tecnologia de Alimentos e Medicamentos, Universidade Estadual de Londrina, MANZ, U.; VANNINEN, E.; VOIROL, F. Xylitol - Its properties and use as a sugar substitute in foods. Food R. A. Symp. Sugar and Sugar Replacements, London EMODI, A. Xylitol its properties and food applications. Food Technology, Chicago, January, p YLIKAHRI, R. Metabolic and nutritional aspects of xylitol. Advances in Food Research. v. 25, p MATILLA, P.T; KNUUTTILA, M.L.E; SVANBERG, M.J. Dietary xylitol supplementation prevents osteoporotic changes in streptozotocin-diabetic rats. Metabolism, v. 47, p , TAIPAINEN, T., LUOTONEN, L., KONTIOKAR, T., RENKO, M. E UHARI, M. Xylitol administred only during respiratory infections failed to prevent acute otitis media. Pediatrics, v. 109, n. 2, p , MELAJA, J., HÄMÄLÄINEN, L. Process for Making Xylitol. US n fev NIGAM, P., SINGH, D. Processes for fermentative production of xylitol: a sugar substitute. Process Biochemistry, v. 30, p , PARAJÓ, J.C., DOMÍNGUEZ, H., DOMÍNGUEZ, J.M., Biotechnological Production of Xylitol. Part 1: Interest of Xylitol and Fundamentals of its Biosynthesis. Bioresource Technology, v.65, p , FELIPE, M.G.A., VITOLO, M., MANCILHA, I.M., SILVA, S.S. Environmental Parameters Affecting Xylitol Production from Sugar Cane Bagasse Hemicellulosic Hydrolysate by Candida guilliermondii. Journal of Industrial Microbiology, v.18, p , 1997a. 18. FELIPE, M.G.A., VITOLO, M., MANCILHA, I.M., SILVA, S.S Fermentation of Sugar Cane Bagasse Hemicellulosic Hydrolysate for Xylitol Production: Effect of ph. Biomass and Bioenergy, 1997b. 19. FELIPE, M. G. A.; HAULY, M. C. O.; CANETTIERI, E. V; CÂNDIDO, E. J; TAMANINI, C. Avaliação da casca de aveia para obtenção de hidrolisado hemicelulósico e produção de xilitol por processo fermentativo In: SIMPÓSIO NACIONAL DE FERMENTAÇÕES, 14, 2003, Florianópolis. Anais... Florianópolis, 2003, 1 CD. 2055

9 20. MARTON, J.M. Avaliação de diferentes carvões ativos e das condições de adsorsão no tratamento do hidrolisado hemicelulósico de bagaço de cana para obtenção biotecnológica de xilitol. (Dissertação de mestrado) Departamento de Biotecnologia, Faculdade de Engenharia Química de Lorena, RODRIGUES, R. C. L. B.; FELIPE, M. G. A.; PESSOA Jr, A.; PRATA, A. M. R. Crescimento de Candida guilliermondii durante cultivo descontínuo em hidrolisado hemicelulósico de bagaço de cana: efeito do O2. In: SIMPÓSIO NACIONAL DE FERMENTAÇÕES, 14, 2003, Florianópolis. Anais... Florianópolis, CD. 22. WINKELHAUSEN, E.; KUZMANOVA, S. Microbial conversion of D-xylose to xylitol. Journal of Fermentation and Bioengineering, v. 86, n. 1, p. 1-14, HAHN-HÄGERDAL, B., JEPPSSON, H., SKOOG, K., PRIOR, B. A. Biochemistry and physiology of xylose fermentation by yeasts. Enzyme and Microbial Technology, v. 16, p , DOMINGUEZ, J.M., GONG, C.S., TSAO, G.T. Pretreatment sugar cane bagasse hemicellulose hydrolysate for xylitol production by yeast. Applied Biochemistry and Biotechnology, Clifton, v.57/58, p.49-56, ALVES, L. A.; FELIPE, M. G. A.; SILVA, J. B. E. S.; SILVA, S. S.; PRATA, A. M. R. Pretreatment of sugarcane bagasse hemicellulose hydrolysate for xylitol production by Candida guilliermondii. Applied Biochemistry and Biotechnology, v , p , VERDE, M. V. Aplicação de resinas de troca iônica no tratamento de hidrolisado hemicelulósico para processos fermentativos. (Dissertação de mestrado) Departamento de Biotecnologia, Faculdade de Engenharia Química de Lorena, CANETTIERI, E. V.; SILVA, J. B. A. E.; CARVALHO JR, J. A. Tratamento químico de resíduos de Eucalyptus grandis com ácido diluído In: SIMPÓSIO NACIONAL DE FERMENTAÇÕES, 14, 2003, Florianópolis. Anais... Florianópolis, 2003, CDROM 28. MUSSATO, I. S.; Roberto, I. C. Produção biotecnológica de xilitol a partir da palha de arroz. Biotecnologia Ciência e Desenvolvimento, n. 28, p.34-39, set/out CANILHA, L. Aproveitamento do hidrolisado de palha de trigo para produção de xilitol por via microbiana. (Dissertação de mestrado) Departamento de Biotecnologia, Faculdade de Engenharia Química de Lorena, DUNNING, J.W., DALLAS, D. E. Analytical procedures for control of saccharification process. Analytical Chemistry, Washington, v.21, n.6, p , AOAC. Official Methods of Analysis, 15th ed. Association of Official Analytical Chemists. Whashington D.C., CANETTIERI, E. V.; SILVA, J. B. A.; CARVALHO Jr, J. A.; ROCHA, G. J.M. Composition of Eucalyptus grandis residues In: Congresso Internacional sobre azucar y derivados de la caña. Anais... La Habana, Cuba, p , HERRERA, A.; TÉLLEZ-LUIS, S. J.; RAMÍREZ, J. A.; VÁZQUEZ, M. Production of xylose from sorghum straw using hydrochloric acid Journal of Cereal Science v. 37, p ,

10 34. CÂNDIDO, E. J.; CANILHA, L.; SILVA, J. B. A. Determinação da composição química da palha de trigo In: SEMINÁRIO DE HIDRÓLISE ENZIMÁTICA DE BIOMASSAS, 7, 2002, Maringá. Anais... Maringá : UEM, 2002, p NEUREITER, M.; DANNER, H.; THOMASSER, C.; SAIDI, B.; BRAUN, R. Dilute-acid hydrolysis of sugarcane bagasse at varying conditions. Applied Biochemistry and Biotechnology, v , p , CRUZ, J. M.; DOMÍNGUEZ, J. M.; DOMÍNGUEZ, H.; PARAJÓ, J. C. Preparation of fermentation media from agricultural wastes and their bioconversion to xylitol. Food biotechnology, v. 14, p , CLAYE, S. S., IDOURAINE, A. E WEBER, C. W. Extraction and fractionation of insoluble fiber from five fiber sources. Food Chemistry, v.57, n.2, p , ABSTRACT Researches about the use of agro-industrial residues in biotechnological processes have been increasing due to the negative impact to the environment caused by the same. Previous studies of chemical characterization of these residues are necessary to determine their main components (cellulose, hemicelluloses and lignin) and their best use in different bioprocesses. Several residues have been evaluated as raw material to produce xylitol, anti-cariogenic sweetness, important to the pharmaceutical, odontological and nutritional segments. The oat, a well-known cereal because of its high content of fibers, represents an important alternative of winter cultivation in the South of Brazil. During the process it is released a great volume of hulls corresponding to 25-30% of grain weight. Thus, the aim of this work is to determine the chemical composition of the oat hull in order to use it for biotechnological production of xylitol. For the analysis, the residue was grinded and the extractive was removed with ethanol. The samples were hydrolyzed with sulphuric acide (72%) and filtrated. The soluble fraction was used to determine sugars (glucose, xylose, arabinose), acetic and glucuronic acid, and solid residue for quantification of the insoluble lignin. According to the results, (5,35), cellulose (29,26), hemicellulose (28,35), insoluble lignin (22,22), acetyl groups (1,60) and ash (4,49). In high tenor of hemicellulose presented in the oat hull regarding to other residues of agro-industry, it is promising to use as a raw material for the microbiological production of xylitol. KEY WORDS: lignocellulosic residues, oat hull, xylose, xylitol. 2057