BR102016014767A2 - Processo para produção de monossacarídeos fermentescíveis a partir de quitina e/ou quitosana por hidrólise química e/ou enzimática e seus usos - Google Patents

Processo para produção de monossacarídeos fermentescíveis a partir de quitina e/ou quitosana por hidrólise química e/ou enzimática e seus usos Download PDF

Info

Publication number
BR102016014767A2
BR102016014767A2 BR102016014767-0A BR102016014767A BR102016014767A2 BR 102016014767 A2 BR102016014767 A2 BR 102016014767A2 BR 102016014767 A BR102016014767 A BR 102016014767A BR 102016014767 A2 BR102016014767 A2 BR 102016014767A2
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
production
chitosan
chitin
chemical
monosaccharides
Prior art date
Application number
BR102016014767-0A
Other languages
English (en)
Other versions
BR102016014767B1 (pt
Inventor
Eurípedes De Souza Éber
Lincon Bezerra Montel Adão
Donizeti Ascêncio Sérgio
Original Assignee
Fundação Universidade Federal Do Tocantins
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fundação Universidade Federal Do Tocantins filed Critical Fundação Universidade Federal Do Tocantins
Priority to BR102016014767-0A priority Critical patent/BR102016014767B1/pt
Priority to US16/310,303 priority patent/US11459350B2/en
Priority to CN201780037205.9A priority patent/CN109689669A/zh
Priority to PCT/BR2017/050160 priority patent/WO2017219110A1/pt
Priority to JP2019518342A priority patent/JP2019518083A/ja
Publication of BR102016014767A2 publication Critical patent/BR102016014767A2/pt
Publication of BR102016014767B1 publication Critical patent/BR102016014767B1/pt

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07HSUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
    • C07H1/00Processes for the preparation of sugar derivatives
    • C07H1/06Separation; Purification
    • C07H1/08Separation; Purification from natural products
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07HSUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
    • C07H3/00Compounds containing only hydrogen atoms and saccharide radicals having only carbon, hydrogen, and oxygen atoms
    • C07H3/02Monosaccharides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07HSUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
    • C07H13/00Compounds containing saccharide radicals esterified by carbonic acid or derivatives thereof, or by organic acids, e.g. phosphonic acids
    • C07H13/02Compounds containing saccharide radicals esterified by carbonic acid or derivatives thereof, or by organic acids, e.g. phosphonic acids by carboxylic acids
    • C07H13/04Compounds containing saccharide radicals esterified by carbonic acid or derivatives thereof, or by organic acids, e.g. phosphonic acids by carboxylic acids having the esterifying carboxyl radicals attached to acyclic carbon atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07HSUGARS; DERIVATIVES THEREOF; NUCLEOSIDES; NUCLEOTIDES; NUCLEIC ACIDS
    • C07H5/00Compounds containing saccharide radicals in which the hetero bonds to oxygen have been replaced by the same number of hetero bonds to halogen, nitrogen, sulfur, selenium, or tellurium
    • C07H5/04Compounds containing saccharide radicals in which the hetero bonds to oxygen have been replaced by the same number of hetero bonds to halogen, nitrogen, sulfur, selenium, or tellurium to nitrogen
    • C07H5/06Aminosugars
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P19/00Preparation of compounds containing saccharide radicals
    • C12P19/02Monosaccharides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P19/00Preparation of compounds containing saccharide radicals
    • C12P19/14Preparation of compounds containing saccharide radicals produced by the action of a carbohydrase (EC 3.2.x), e.g. by alpha-amylase, e.g. by cellulase, hemicellulase
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C13SUGAR INDUSTRY
    • C13KSACCHARIDES OBTAINED FROM NATURAL SOURCES OR BY HYDROLYSIS OF NATURALLY OCCURRING DISACCHARIDES, OLIGOSACCHARIDES OR POLYSACCHARIDES
    • C13K13/00Sugars not otherwise provided for in this class
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10Biofuels, e.g. bio-diesel

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)

Abstract

processo para produção de monossacarídeos fermentescíveis a partir de quitina e/ou quitosana por hidrólise química e/ou enzimática e seus usos a presente invenção apresenta um processo para obtenção de monossacarídeos em solução aquosa ácida a partir de quitina ou quitosana por meio de hidrólise química e ou enzimática. este processo permite a obtenção de solução de açúcares fermentescíveis ou não fermentescíveis utilizando reagentes de baixo custo e de fácil aquisição, os quais possuem importância industrial. o setor técnico a que se refere esta invenção visa prover, por meio de um novo processo de produção, a indústria de alimentação e/ou indústria química, por meio de um método alternativo de fabricação de monossacarídeos mais simples e. portanto mais viável do ponto de vista técnico-econômico.

Description

(54) Título: PROCESSO PARA PRODUÇÃO DE MONOSSACARÍDEOS FERMENTESCÍVEIS A PARTIR DE QUITINA E/OU QUITOSANA POR HIDRÓLISE QUÍMICA E/OU ENZIMÁTICA E SEUS USOS (51) Int. Cl.: C07H 1/08 (52) CPC: C07H 1/08 (73) Titular(es): FUNDAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DO TOCANTINS (72) Inventor(es): ÉBER EURÍPEDES DE SOUZA; ADÃO LINCON BEZERRA MONTEL; SÉRGIO DONIZETI ASCÊNCIO (57) Resumo: PROCESSO PARA PRODUÇÃO DE MONOSSACARÍDEOS FERMENTESCÍVEIS A PARTIR DE QUITINA E/OU QUITOSANA POR HIDRÓLISE QUÍMICA E/OU ENZIMÁTICA E SEUS USOS A presente invenção apresenta um processo para obtenção de monossacarídeos em solução aquosa ácida a partir de quitina ou quitosana por meio de hidrólise química e ou enzimática. Este processo permite a obtenção de solução de açúcares fermentescíveis ou não fermentescíveis utilizando reagentes de baixo custo e de fácil aquisição, os quais possuem importância industrial. O setor técnico a que se refere esta invenção visa prover, por meio de um novo processo de produção, a indústria de alimentação e/ou indústria química, por meio de um método alternativo de fabricação de monossacarídeos mais simples e. portanto mais viável do ponto de vista técnico-econômico.
1 t-~
Γ
1/9
Figure BR102016014767A2_D0001
RELATÓRIO DESCRITIVO
Patente de Invenção: “PROCESSO PARA PRODUÇÃO DE MONOSSACARÍDEOS FERMENTESCÍVEIS A PARTIR DE QUITINA E/OU QUITOSANA POR HIDRÓLISE QUÍMICA E/OU ENZIMÁTICA E SEUS USOS”
Campo da invenção [001] A presente invenção apresenta um processo para obtenção de monossacarídeos (glicose, galactose e manose) em solução aquosa ácida a partir de quitina e/ou quitosana. O processo permite a obtenção de solução de hexoses utilizando reagentes de baixo custo e de fácil aquisição. O setor técnico a que se refere esta invenção visa prover, por meio de um processo de produção inovador a indústria de alimentação e/ou indústria química, por meio de um método alternativo de produção de açúcares mais viável do ponto de vista técnico-econômico.
Antecedentes da invenção [002] A produção de etanol de segunda geração é fortemente dependente da eficiência na obtenção de monossacarídeos fermentescíveis a partir da biomassa. Os métodos tradicionalmente utilizados recorrem à hidrólise química e/ou enzimática da lignocelulose, a mais abundante fonte de biomassa. Os maiores problemas associados ao etanol oriundo da biomassa lignocelulósica derivam da estrutura refratária da lignocelulose que exige um processo de deslignificação da biomassa (a lignina presente na biomassa interfere na atividade das enzimas celulases utilizadas) e da fermentação das pentoses produzidas no processo (tais como xilose e arabinose, as quais não são fermentescíveis pela maior parte dos organismos utilizados para produção de etanol, entre eles as leveduras do gênero Saccharomyces). Uma abordagem alternativa investigada para produção de etanol de segunda
2/9
Χ^ΙΓ'3' %
FIS
RuC c?
geração utiliza quitina. A quitina, o polissacarídeo natural poli-N-acetilglicosamina, é um componente estrutural de crustáceos e é o segundo biopolímero mais abundante na natureza, atrás apenas da celulose. Estima-se que 1 a 100 bilhões de toneladas de resíduo quitinoso sejam produzidos anualmente em todo o planeta originados principalmente pela indústria da pesca. A hidrólise de quitina causa sua desacetilação e produz a quitosana um polímero cuja unidade monomérica é a glicosamina. O processo de produção de quitosana a partir de quitina por hidrólise ácida ou alcalina sofre influência de vários fatores tais como temperatura e tempo de reação (REGE,
P. R.; BLOCK, L. H. Chitosan processing: influence of process parameters during acidic and alkaline hydrolysis and effect of the processing sequence on the resultant chitosarís properties. Carbohydrate Research, v. 321, p. 235<?>
245, 1999).
[003] A reação de despolimerização da quitosana tanto por via enzimática quanto por via química tem sido estudada por vários autores. Pan et. al. foram capazes de produzir glicosamina a partir de quitosana pelo uso de alfa-amilases e glicoamilases comerciais (PAN, SK.; et al., Preparation of glucosamine by hydrolysis of chitosan with commercial α-amylase and glucoamylase. J Zhejiang Univ-Sci B (Biomed & Biotechnol) 2011;12 (11): 931-934. doi: 10.1631/jzus.B1100065). O ácido nitroso (HNO2) foi muito investigado para despolimerização da quitosana. Este ácido é capaz de reagir com aminas produzindo gás nitrogênio (N2) e água. Devido ao grupo amino (NH2) presente no monômero, a quitosana é especialmente susceptível a esta ração.
[004] Usando uma combinação de ácido acético (2,5%) e condições brandas (temperatura de 4°C, tempo de reação de 24h, ambiente escuro e concentrações de 1,5 mmol de NaNO2) Tommeraas et al. (Preparation and characterisation of oligosaccharides produced by nitrous acid depolymerisation of chitosans. Carbohydrate Research, v. 333, n. 2, p. 137 144, Jul. 2001) foram capazes de obter oligômeros com uma cadeia
3/9 x^sria'
4, m
u. h IS ___.
Q.--O r,-.
possuindo como extremidade um monômero com a estrutura da 2,5-D- i manose.
[005] Usando condições mais vigorosas [temperatura ambiente, 24 h de reação, NaNO2 em concentração de 0,66 M e HCI concentrado (37%)]. SALIM, E.; AILINCAI, D.; TROMBOTTO, S. Chitooligosaccharide-2,5-anhydroD-mannonic Acid. Molbank, v. 2014, n. 3, Agosto 2014. ISSN 1422-8599. conseguiram produzir oligômeros com a cadeia terminal 2,5-D-manofuranose.
[006] Um estudo pormenorizado do mecanismo de desacetilação e despolimerização conduzido por KNIGHT, D. K.; SHAPKA, S. N.; AMSDEN,
B. G. Structure, depolymerization, and cytocompatibility evaluation of glycol chitosan. Journal of Biomedical Materials Research Part A, v. 83A, n. 3, p. 787 - 798, Dezembro 2007, usando NaNO2 em concentrações diluídas e diferentes valores de pH (1,6; 2,9 e 5,1) demonstrou que o pH afeta de forma determinante o produto da reação sendo que em valores muito baixos de pH há a formação de N-nitrosaminas.
[007] Em um estudo conduzido por Valum, Ottoyb, Smidsroda. Acid hydrolysis of chitosans. Carbohydrate Polymers, v. 46, n. 1, p. 89 - 90, Setembro 2001, foi demonstrado que, em meio de HCI concentrado, a reação de despolimerização da ligação glicosídica em quitosana parcialmente acetilada é 10 vezes mais rápida do que a reação de desacetilação enquanto que em ácido diluída as duas reações ocorrem em velocidades iguais.
[008] Na patente U.S. Pat. N° 3,922,260 (PENISTON, Q. P.; JOHNSON,
E. L. Process for depolymerization of chitosan. U.S. Pat. No. 3,922,260, Nov. 25, 1975) explicam a descoberta de um processo para obtenção de moléculas redutoras de cadeia curta utilizando a dissolução de quitosana em ácido acético diluído e solução diluídas de nitrito de sódio (com concentrações da ordem de 0,124 mol/L).
[009] Neste invento, relata-se a descoberta de combinações de condições de temperatura e concentração de ácido nitroso que permitem a hidrólise de quitosana e/ou da quitina para a produção de monossacárideos
4/9
O%
Rufc /74 ^A.
bem como a combinação desta hidrólise química com a hidrólise enzimática utilizando enzimas com atividade amilolítica (“amiloglucosidases”) para a obtenção de monossacarídeos a partir da quitina e/ou da quitosana.
[010] Enquanto os ácidos minerais, como HCl e / ou o ácido carboxílico de cadeia curta (como o ácido acético) em condições suaves induzem uma despolimerização com a formação de oligômeros, verificou-se que o ácido acético em condições vigorosas (altas concentrações de íon nitrito) na reação de despolimerização de quitosana em ácido acético é capaz de produzir monossacarídeos (pequenas alterações nesta condições de reação, como o uso de HCl de ácido mineral substituindo o ácido acético ou redução da concentração de nitrito gera produtos diferentes).
[011] De forma similar, a combinação da hidrólise química com ácido nitroso, isto é, da despolimerização da quitina e/ou da quitosana com ácido nitroso seguido por uma hidrólise enzimática com enzimas amilases com atividade amilolítica (as quais são capazes de promover a despolimerização dos oligômeros produzidos na hidrólise química com ácido nitroso) também produz monossacarídeos.
Metodologia de produção [012] Para reação de hidrólise ácida misturou-se 10,00 g de quitina ou quitosana em 500,0 ml de Ácido Acético (CH3COOH) (2%) em agitação constante. Posteriormente adicionou-se 100,0 ml_ da solução de Nitrito de Sódio (NaNO2) 0,66 mol/L e aqueceu-se em temperatura branda por ( 35°C a 55°C) 3 minutos. O produto final é uma suspensão de cor amarelada com baixa viscosidade.
[013] Para a hidrólise combinada (química e enzimática), a hidrólise química descrita no parágrafo anterior foi conduzida em uma amostra de quitina (exoesqueleto de crustáceo triturada, tal como exoesqueleto de camarão - crustáceos da ordem Decapoda) seguida por uma hidrólise com uma enzima amiloglucosidase (uma enzima com atividade amilolítica) nas
5/9 / S Fls ^ô'43tr:a/ condições otimizadas após a adequação da temperatura e da acidez ( pH ξ 5,0 e T = 52°C). Assim como na hidrólise química, o produto também é uma suspensão com cor amarela e baixa viscosidade.
[014] O isolamento das hexoses fermentescíveis foi realizado segundo Ascencio, S. D. Extração, quantificação e caracterização química de carboidratos de baixa massa molecular de algas vermelhas (Rhodophyta). Curitiba, 2002. Dissertação (Mestrado em Bioquímica) - Setor de Ciências Biológicas, Universidade Federal do Paraná. 100 p, 2002. Orientador: Prof. Dr. Miguel Daniel Noseda, em cromatografia de filtração em gel usando uma coluna de vidro (50 x 1,5 cm d. i.) contendo BioGel P-2 (faixa de exclusão: 1800-100 Daltons) com volume total (Vt) de 88 ml e volume morto (V0) de 60 ml. O volume total da coluna foi medido através da adição de água na coluna até o nível determinado a ser preenchido pelo gel, sendo o eluente utilizado H2O deionizada mQ (pH 6,51).
[015] Frações de 10 ml a cada 15min do filtrado foram coletadas através do coletor de frações CF-2 da Spectrum Labs, durante 9 horas. A técnica inicial utilizada para triagem cromatográfica foi a de cromatografia em camada delgada (CCD), conforme descrita por WAKSMUNDZKA-HAJNOS, M.; SHERMA, J.; KOWALSKA, T. Thin Layer Chromatography in Phytochemistry. Chromatographic Science Series: 99, 2008, consistiu na utilização de placas de sílica gel 60 (ALUGRAM®); previamente ativadas, 110°C por 30 minutos; utilizadas como fase estacionária. Foram aplicadas as diferentes amostras na parte inferior, em diferentes pontos (spots), em uma linha à 2,5 cm acima do início da placa, por meio de capilares de vidro. Após isto a base da placa foi imersa na fase móvel, dentro de cuba cromatográfica, e a corrida se deu até a fase móvel alcançar a altura máxima estipulada (2,5 cm abaixo do final da placa).
VV I X3 [016] A fase móvel utilizada nesta análise consistiu de: Acetato de etila : Álcool Isopropílico : Ácido acético : Água destilada e deionizada (4:2:2:1). A revelação foi feita a 100°C até atingir-se a coloração desejada (aprox. 5
3tr.’3/
6/9
Fts
Ma
Rut minutos). O revelador consistiu de 250 mg de orcinol, solubilizado em 95 ml de etanol e 5 ml de ácido sulfúrico, o qual foi borrifado na placa antes desta ser levada à estufa. O padrão utilizado foi Glicose. Todos os reagentes utilizados, assim como o padrão, apresentam graus de pureza elevados.
[017] Após a triagem inicial por cromatografia em camada delgada (CCD) as frações identificadas com açúcares foram encaminhadas para análise por CI_AE. Em virtude da utilização do detector de índice de refração (RID) ao invés de detecção por UV-VIS, não se fez necessária à modificação das moléculas de carboidratos por derivatização.
[018] Utilizou-se um cromatógrafo líquido de alta eficiência marca Shimadzu (LC-10 Series Avp; desgaseificador: DGU-14A, integrador: CLASS LC-10), com eluição isocrática, pelo bombeamento (LC-10AD) de uma fase móvel composta de 5 mM de ácido sulfúrico em água ultrapura (destilada e deionizada). O fluxo do eluente foi de 0,6 mL/min, a 30°C (forno de coluna CTO-10A), com corrida de tempo total de 20 minutos. A detecção se deu em detector de índice de refração (Shimadzu, modelo RID-10A). Uma alíquota de 20,0 pl da amostra foi injetada manualmente (injetor Rheodyne - iL malha 20) e permeada por uma coluna Phenomenex Rezex ROA-Organic Acid H+ (300 x 7,8 mm) com conexão direta a Cartucho de segurança Phenomenex CarboH (4 x 3 mm) preenchida com material semelhante ao da coluna principal. Na amostra do frasco 9, apresentada na Figura 1 foi possível identificar a presença de hexose.
[019] Amostra também foi caracterizada através de um cromatógrafo a gás acoplado a espectrômetro de massa Saturn, modelo 4000, equipado com uma coluna FactorFour Capillary Column VF-1ms (30m x 0.25 mm x 0,25 um). A temperatura inicial foi de 50°C, aumentando gradativamente (fluxo de 40°C por minuto) até atingir 220°C, temperatura de análise dos acetatos de alditóis. A temperatura permaneceu constante durante o tempo de análise (25 minutos). O gás de arraste utilizado foi o hélio, com fluxo de 1 mL/min. As áreas dos picos de interesse foram determinadas por integração com o
7/9
Figure BR102016014767A2_D0002
\^ϋ3Γ:3/ ο,
Fls _ co Rub ο software Varian WS, e os fragmentos de massa foram obtidos por impacto 'de ~-N elétrons a 70 meV, cujos valores podem ser visualizados no espectro de massas. A análise foi feita por meio da comparação entre os tempos de retenção e perfis de fragmentação das amostras e dos padrões.
[020] Por último realizou-se análises de ressonância magnética nuclear 1D e 2D em espectrômetro de modelo Bruker Avance DRX400 (Bruker Germany), em frequências base de 400 MHz (1H) e 100 MHz (13C), e em espectrômetro de modelo Bruker Avance III 600 (Bruker Germany), com frequências base de 150 MHz (13C) e 600 MHz (1H). As temperaturas de análise variaram de 30 a 50°C. As amostras foram solubilizadas em D2O 99%, a uma concentração de 80 mg/mL para as análises de 13C e 20 mg/mL para as análises de 1H e bidimensionais (HSQC), e colocadas em tubos de 5 mm de diâmetro externo. Os deslocamentos químicos, expressos em ppm, foram determinados utilizando acetona como padrão interno, tanto para as análises de 13C (30,20 ppm) como para 1H (2,224 ppm).
Descrição da invenção [021] Nesta invenção, reportamos a observação de uma efetiva despolimerização da quitina ou da quitosana em monossacarídeos fermentescíveis com a combinação de ácido acético ou ácidos minerais com soluções aquosas concentradas de nitrito de sódio com rendimentos elevados na conversão da biomassa em monossacarídeos. Alternativamente, o procedimento também mostra eficiência quando usadas combinações de hidrólise enzimática da quitina ou da quitosana com o uso de enzimas amiloglucosidase (isto é, enzimas com atividade amilolítica) combinada com a hidrólise química descrita anteriormente.
[022] Exemplo 1. Preparar uma solução 1-5% (massa/volume) de quitina ou quitosana em solução de ácido acético (1-5%) sob agitação à temperatura ambiente por um intervalo de tempo apropriado (1-30 minutos). A seguir adiciona-se 5-50% do volume da solução uma solução de nitrito de
8/9
C RuC tf o
sódio (NaNO2) concentrada (0,5 a 5 mol/L) recém-preparada (o nitrito tende a oxidar-se a nitrato por isso o uso de uma solução antiga reduz a eficiência do processo) sob agitação a temperatura ambiente. A reação produz nitrogênio gasoso o que pode ser observado pela vigorosa liberação de gás.
[023] Exemplo 2. Preparar a solução de quitina ou quitosana de acordo com o exemplo. 1 com a modificação de aquecer a mistura durante a agitação sob aquecimento brando (temperatura de 30°C a 55°C) durante o período de agitação. A temperatura acelera a reação reduzindo o tempo total para obtenção do produto.
[024] Exemplo 3. Preparar a solução de quitina ou quitosana de acordo com o exemplo. 1 com a modificação de aquecer a mistura durante a agitação sob aquecimento intenso (55°C-99°C) durante o período de agitação.
[025] Exemplo 4. Preparar uma solução 1-5% (massa/volume) de quitina ou quitosana em solução de ácido acético (1-5%) com uma rápida agitação à temperatura ambiente por um intervalo de tempo apropriado (1 segundo- 59 segundos). Adicionar uma solução de nitrito de sódio (NaNO2) recém-preparada concentrada (0,5 a 5 mol/L) sem agitação e estocar a mistura por um período superior a 30 minutos. A reação procede normalmente obtendo-se a glicose em solução.
[026] Exemplo 5. Preparar a mistura de acordo com o exemplo.4 com aquecimento brando (30°C-55°C) durante a preparação da mistura quitosana com o ácido acético e da adição de solução de nitrito de sódio.
[027] Exemplo 6. Preparar a mistura de acordo com o exemplo.4 com aquecimento vigoroso (55°C-100°C) durante a preparação da mistura quitosana com o ácido acético e da adição de solução de nitrito de sódio.
[028] Exemplo 7. Preparar uma mistura de quitina ou quitosana em ácidos orgânicos de cadeia curta ou em ácidos minerais com concentração variando de 1-20%. A seguir, adicionar solução de nitrito de sódio (NaNO2) concentrada ou diluída sob aquecimento (temperatura superior a 30°C) e
9/9
Ο
C0 ο
^ζ.
Rufc
Ο /·?/ agitação ou em repouso. Logo após, adicionar a enzima amiloglucosidase %i , (uma enzima com atividade amilolítica) em condições de pH e temperatura adequadas (para a atividade enzimática) sob agitação ou em repouso por período de tempo suficiente para otimização do rendimento.
[029] Exemplo 8. Preparar uma mistura de quitina ou quitosana de acordo com o exemplo 7. A seguir adicionar solução de nitrito de sódio concentrada ou diluída à temperatura ambiente sob agitação ou em repouso.
Logo após adicionar a enzima amiloglucosidase (enzima com atividade amilolítica) em condições de pH e temperaturas adequadas para a atividade enzimática sob agitação ou em repouso por período de tempo suficiente para otimização do rendimento.
[030] Exemplo 9. Preparar uma mistura de quitina ou quitosana de acordo com o exemplo 7. Adicionar a enzima amiloglucosidase (uma enzima com atividade amilolítica) em condições de pH e temperatura adequadas (para a atividade enzimática) sob agitação ou em repouso por período de tempo suficiente para otimização do rendimento. Logo após adicionar solução de nitrito de sódio (NaNO2) concentrada ou diluída sob aquecimento (temperatura superior a 30°C) e agitação ou em repouso.
[031] Exemplo 10. Preparar uma mistura de quitina ou quitosana de acordo com o exemplo 7. Adicionar a enzima amiloglucosidase (enzima com atividade amilolítica) em condições de pH e temperaturas adequadas para a atividade enzimática sob agitação ou em repouso por período de tempo suficiente para otimização do rendimento. A seguir, adicionar solução de nitrito de sódio concentrada ou diluída à temperatura ambiente sob agitação ou em repouso.
1/3

Claims (9)

  1. REIVINDICAÇÕES
    Afinal
    1. “PROCESSO PARA PRODUÇÃO DE MONOSSACARÍDEOS FERMENTESCÍVEIS A PARTIR DE QUITINA E/OU QUITOSANA POR HIDRÓLISE QUÍMICA E/OU ENZIMÁTICA E SEUS USOS” para produção de monossacarídeos em solução caracterizado por dissolução de quitina ou quitosana em solução de ácido acético e reação desta mistura com ácido nitroso concentrado conforme Etapa 1, uma solução 1 a 5% (massa/volume) de quitosana em solução de ácido acético (1 a 5%) sob agitação à temperatura ambiente por um intervalo de tempo apropriado (1 a 60 minutos) e Etapa 2, adição de 5 a 50% do volume da solução de nitrito de sódio (NaNO2) na faixa de concentração (0,005 a 12 mol/L) recém-preparada sob agitação e aquecimento
  2. 2. “PROCESSO PARA PRODUÇÃO DE MONOSSACARÍDEOS FERMENTESCÍVEIS A PARTIR DE QUITINA E/OU QUITOSANA POR HIDRÓLISE QUÍMICA E/OU ENZIMÁTICA E SEUS USOS” produção de monossacarídeos em solução de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por agitação sob aquecimento brando na faixa de temperatura entre 30°C a 55°C
  3. 3. “PROCESSO PARA PRODUÇÃO DE MONOSSACARÍDEOS FERMENTESCÍVEIS A PARTIR DE QUITINA E/OU QUITOSANA POR HIDRÓLISE QUÍMICA E/OU ENZIMÁTICA E SEUS USOS” produção de monossacarídeos em solução de acordo com as reivindicações 1 e 2, caracterizado por obtenção por diferentes condições de tempo na faixa de um minuto a uma hora
  4. 4. “PROCESSO PARA PRODUÇÃO DE MONOSSACARÍDEOS FERMENTESCÍVEIS A PARTIR DE QUITINA E/OU QUITOSANA POR / Q t Fls Ç>_
    Q. -/ \
    HIDRÓLISE QUÍMICA E/OU ENZIMÁTICA E SEUS USOS” para produçãol RUb LlC <3 de monossacarídeos em solução de acordo com as reivindicações 1 e 3 ( y caracterizado por aquecer a mistura durante a agitação sob aquecimento intenso na faixa de temperatura entre 55°C a 99°C
  5. 5. “PROCESSO PARA PRODUÇÃO DE MONOSSACARÍDEOS FERMENTESCÍVEIS A PARTIR DE QUITINA E/OU QUITOSANA POR HIDRÓLISE QUÍMICA E/OU ENZIMÁTICA E SEUS USOS” para produção de monossacarídeos em solução de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por uma rápida agitação à temperatura ambiente por um intervalo de tempo apropriado 1 segundo a 59 segundos seguido de adição de uma solução de nitrito de sódio (NaNO2) recém-preparada na faixa de concentração (0,005 a 12 mol/L) sem agitação
  6. 6. “PROCESSO PARA PRODUÇÃO DE MONOSSACARÍDEOS FERMENTESCÍVEIS A PARTIR DE QUITINA E/OU QUITOSANA POR HIDRÓLISE QUÍMICA E/OU ENZIMÁTICA E SEUS USOS” para produção de monossacarídeos em solução de acordo com as reivindicações 1 e 2 caracterizado por uma rápida agitação à temperatura ambiente por um intervalo de tempo apropriado 1 segundo a 59 segundos seguido de adição de uma solução de nitrito de sódio (NaNO2) recém-preparada na faixa de concentração (0,005 a 12 mol/L) com possível formação de oligossacarídeos de importância industrial
  7. 7. “PROCESSO PARA PRODUÇÃO DE MONOSSACARÍDEOS FERMENTESCÍVEIS A PARTIR DE QUITINA E/OU QUITOSANA POR HIDRÓLISE QUÍMICA E/OU ENZIMÁTICA E SEUS USOS” para produção de monossacarídeos em solução de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por agitação à temperatura adequada por um intervalo de tempo apropriado 1 segundo a 59 segundos seguido de adição de uma
    3/3 ^u519' solução de nitrito de sódio (NaNO2) recém-preparada na faixâ de concentração (0,005 a 12 mol/L) com possível formação de pentoses ae importância industrial
  8. 8. “PROCESSO PARA PRODUÇÃO DE MONOSSACARÍDEOS FERMENTESCÍVEIS A PARTIR DE QUITINA E/OU QUITOSANA POR HIDRÓLISE QUÍMICA E/OU ENZIMÁTICA E SEUS USOS” para produção de monossacarídeos em solução de acordo com as reivindicações de 1 a 7 seguida por uma etapa adicional de hidrólise enzimática caracterizado por adição de enzima amiloglucosidase (uma enzima com atividade amilolítica) em condições de pH e temperatura adequadas (para a atividade enzimática) sob agitação ou em repouso por período de tempo suficiente para otimização do rendimento
  9. 9. “PROCESSO PARA PRODUÇÃO DE MONOSSACARÍDEOS FERMENTESCÍVEIS A PARTIR DE QUITINA E/OU QUITOSANA POR HIDRÓLISE QUÍMICA E/OU ENZIMÁTICA E SEUS USOS” para produção de monossacarídeos em solução de acordo com as reivindicações de 1 a 7 precedida por uma etapa adicional de hidrólise enzimática caracterizado por adição de enzima amiloglucosidase (uma enzima com atividade amilolítica) em condições de pH e temperatura adequadas (para a atividade enzimática) sob agitação ou em repouso por período de tempo suficiente para otimização do rendimento <yjstria/
    1/1 £
    £
    C FIS Ci.
    FIGURA 1 _22<
    mAU
    Minutes
    UI I I
    1/1 ^,r,a/ /fis 40 co Rub u o
    A
BR102016014767-0A 2016-06-14 2016-06-14 Processo para produção de monossacarídeos fermentescíveis a partir de quitina e/ou quitosana BR102016014767B1 (pt)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BR102016014767-0A BR102016014767B1 (pt) 2016-06-14 2016-06-14 Processo para produção de monossacarídeos fermentescíveis a partir de quitina e/ou quitosana
US16/310,303 US11459350B2 (en) 2016-06-14 2017-06-22 Process for producing monosaccharides from chitin and/or chitosan by means of chemical and/or enzymatic hydrolysis and the uses thereof
CN201780037205.9A CN109689669A (zh) 2016-06-14 2017-06-22 通过化学和/或酶水解从壳多糖和/或脱乙酰壳多糖制备单糖的方法及其用途
PCT/BR2017/050160 WO2017219110A1 (pt) 2016-06-14 2017-06-22 Processo para produção de monossacarídeos a partir de quitina e/ou quitosana por hidrólise química e/ou enzimática e seus usos
JP2019518342A JP2019518083A (ja) 2016-06-14 2017-06-22 化学的および/または酵素的な加水分解によるキチンおよび/またはキトサンからの単糖類の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BR102016014767-0A BR102016014767B1 (pt) 2016-06-14 2016-06-14 Processo para produção de monossacarídeos fermentescíveis a partir de quitina e/ou quitosana

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BR102016014767A2 true BR102016014767A2 (pt) 2018-05-29
BR102016014767B1 BR102016014767B1 (pt) 2021-11-23

Family

ID=60783589

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BR102016014767-0A BR102016014767B1 (pt) 2016-06-14 2016-06-14 Processo para produção de monossacarídeos fermentescíveis a partir de quitina e/ou quitosana

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11459350B2 (pt)
JP (1) JP2019518083A (pt)
CN (1) CN109689669A (pt)
BR (1) BR102016014767B1 (pt)
WO (1) WO2017219110A1 (pt)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110283864A (zh) * 2019-06-26 2019-09-27 中国科学院金属研究所 一种酸降解和酶降解相结合高效制备壳寡糖的方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3922260A (en) * 1973-08-24 1975-11-25 Quintin P Peniston Process for depolymerization of chitosan
PT83746B (pt) * 1985-11-15 1988-08-17 Gist Brocades Nv Processo para a preparacao de novos biocatalisadores imobilizados e para a producao de etanol por fermentacao
JP2871822B2 (ja) * 1989-08-29 1999-03-17 玉造株式会社 末端に2,5―アンヒドロマンニトール基または2,5―アンヒドロマンノース基を有するキチン・キトサンオリゴマーおよびその製造方法
JP2868635B2 (ja) * 1991-02-25 1999-03-10 玉造株式会社 キチン・キトサンオリゴマーの精製方法
CN103980328A (zh) * 2014-04-24 2014-08-13 广州天科生物科技有限公司 一种2-脱氧-d-葡萄糖的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017219110A1 (pt) 2017-12-28
US20190256540A1 (en) 2019-08-22
US11459350B2 (en) 2022-10-04
WO2017219110A8 (pt) 2018-08-16
CN109689669A (zh) 2019-04-26
JP2019518083A (ja) 2019-06-27
BR102016014767B1 (pt) 2021-11-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Liang et al. Structure-property-performance relationships of lactic acid-based deep eutectic solvents with different hydrogen bond acceptors for corn stover pretreatment
JP6153521B2 (ja) トウモロコシ繊維からのヘミセルロースの抽出方法
Zhang et al. Efficient hydrolysis of chitosan in ionic liquids
Valladares-Diestra et al. Citric acid assisted hydrothermal pretreatment for the extraction of pectin and xylooligosaccharides production from cocoa pod husks
Dong et al. An efficient process for pretreatment of lignocelluloses in functional ionic liquids
CN113088542B (zh) 一种生物质预处理工艺及其处理过程中所用溶剂回收方法
Park et al. Biosugar production from Gracilaria verrucosa with sulfamic acid pretreatment and subsequent enzymatic hydrolysis
CN110616237A (zh) 一种汽爆植物纤维原料制备低聚木糖的方法
CN106480128B (zh) 一种利用乳酸和盐酸胍提高纤维素酶解水稻秸秆效率的方法
CN101168570B (zh) 海带硫酸多糖的降解方法
RU2670767C9 (ru) Способ получения низкомолекулярного гепарина
CN102660604B (zh) 一种生物催化制备百合多糖酯化衍生物的方法
CN102391378B (zh) 一种小麦秸秆制备醋酸纤维素的方法
BR102016014767A2 (pt) Processo para produção de monossacarídeos fermentescíveis a partir de quitina e/ou quitosana por hidrólise química e/ou enzimática e seus usos
RU2422044C1 (ru) Способ получения пектина и пищевых волокон из тыквенного жома
CN103319628A (zh) 超高压微射流超滤制备硫酸软骨素的方法
US20170226144A1 (en) Method for separating hydrolyzed product of biomass
Pânzariu et al. The hydrolysis of cellulosic materials in ionic liquids
BR112017006700B1 (pt) Processo de pré-tratamento da biomassa lignocelulósica
CN115232220A (zh) 一种灵芝多糖及其提取方法和应用
CN105039424B (zh) 一种利用含有纤维素的生物质生产乙醇的方法
GB2612082A (en) Process of production of xylooligosaccharides from peels of orange fruit
US20170002389A1 (en) Method of preparing seaweed-derived galactose using agarase
CN104418322B (zh) 利用离子液体捕集二氧化碳和提取壳聚糖的方法
CN102690368A (zh) 一种制备酵母β- 1,3- D-葡聚糖衍生物的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
B03A Publication of a patent application or of a certificate of addition of invention [chapter 3.1 patent gazette]
B06F Objections, documents and/or translations needed after an examination request according [chapter 6.6 patent gazette]
B06U Preliminary requirement: requests with searches performed by other patent offices: procedure suspended [chapter 6.21 patent gazette]
B06A Patent application procedure suspended [chapter 6.1 patent gazette]
B06A Patent application procedure suspended [chapter 6.1 patent gazette]
B09A Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette]
B25A Requested transfer of rights approved

Owner name: FUNDACAO UNIVERSIDADE FEDERAL DO TOCANTINS (BR/TO) ; INSTITUTO FEDERAL DE EDUCACAO, CIENCIA E TECNOLOGIA DO TOCANTINS (BR/TO)

B16A Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette]

Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 20 (VINTE) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 14/06/2016, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS.