O desenvolvimento de processos mais sustentáveis vai de encontro em obter produtos de alto valor agregado a partir de biomassa vegetal, sendo o bagaço de cana-de-açúcar (BCA) um resíduo agroindustrial de grande potencial de exploração quando nos referimos ao cenário brasileiro e mundial. Dentre estes produtos, destaca-se os xilooligossacarídeos (XOS), um composto que pode ser extraído da fração hemicelulósica do BCA e apresenta grande destaque como composto prebiótico. Recentemente foi desenvolvido dentro do conceito de biorrefinaria dois processos integrados para extração de XOS, um em escala de bancada e outra em escala piloto. Em ambos os cenários o XOS foi extraído por processo hidrotérmico em meio ácido ou autohidrólise, gerando hidrolisados que contém XOS com características estruturais distintas, como grau de polimerização (GP), além de outros produtos derivados da degradação de carboidratos e lignina, como furfural e polifenóis respectivamente. Neste sentido, o objetivo do presente trabalho foi analisar o potencial prebiótico do XOS obtido do BCA, tanto em escala de bancada como piloto, comparado com XOS comercial e verificando a necessidade de etapas de purificação. Para isto foram realizadas fermentações anaeróbicas utilizando XOS como fonte de carbono tanto com cepas isoladas de bifidobacterium como em uma comunidade de microrganismo que representa melhor a microbiota intestinal humana através de fermentação fecal humana. Durante a fermentação por cepas isoladas de bifidobacterium foi possível verificar que XOS com GP até 6 geraram melhores resultados como composto prebióticos, como decréscimo de pH, aumento de liberação de ácidos graxos de cadeia curta (AGCC) e crescimento microbiano quando comparados com XOS com GP maior que seis. Na fermentação fecal, XOS com diferentes estruturas, mas todas dentro da faixa de GP 2-6, não resultaram em diferença significativa quanto a capacidade de ser metabolizado pela população microbiana. Outro aspecto estudado foi a capacidade do XOS de atenuar os efeitos adversos de uma alta carga de proteínas e derivados no distal colón, como aumento de pH e concentração de amônia. Para isto foi feito uma simulação da digestão de proteínas e posterior fermentação fecal, com e sem adição de XOS, observando que a presença do oligossacarídeo foi benéfica para manter o baixo pH e concentração de amônia no meio fecal. XOS oriundo do BCA também apresentou melhores resultado de toxicidade celular em relação a dano na parede celular, podendo isto ser atribuído a sua estrutura ou a presença de outros compostos benéfico no hidrolisado hemicelulósico. Com foi possível concluir que o XOS extraído do BCA, dentro das condições estudadas que resultem em GP até seis, apresenta propriedades prebióticas e que etapas de purificação não foram necessárias.

The development of more sustainable processes is aimed to obtain high value products from vegetal biomass, being sugarcane bagasse (SCB) an agro-industrial residue with great exploitation potential when referring to the Brazilian and world scenarios. Among these products, xylooligosaccharides (XOS) stand out as a compound that can be extracted from the hemicellulosic fraction of SCB and has great prominence as a prebiotic compound. Recently, within the concept of a biorefinery, two integrated processes for extracting XOS were developed, one on a bench scale and the other on a pilot scale. In both scenarios, XOS was extracted by hydrothermal process in acidic medium or autohydrolysis, generating hydrolysates that contained XOS with distinct structural characteristics, such as degree of polymerization (DP), in addition to other products derived from the degradation of carbohydrates and lignin, such as furfural and polyphenols, respectively. In this context, the objective of the present work was to analyze the prebiotic potential of XOS obtained from SCB, both in bench and pilot scale, compared with commercial XOS and verifying the need for purification steps. For this, anaerobic fermentations were carried out using XOS as a carbon source both with isolated strains of Bifidobacterium and in a microorganism community that better represents the human intestinal microbiota through human fecal fermentation. During fermentation by isolated strains of Bifidobacterium, it was possible to verify that XOS with DP up to 6, even in the presence of high levels of xylose, generated better results as a prebiotic compound, such as a decrease in pH, an increase in the release of short-chain fatty acids (SCFA) and microbial growth when compared to XOS with DP higher than six. In fecal fermentation, XOS with different structures, but all within the GP 2-6 range, did not result in a significant difference in the ability to be metabolized by the microbial population. Another aspect studied was the ability of XOS to attenuate the adverse effects of a high load of proteins and derivatives in the distal colon, such as increased pH and ammonia concentration. For this, a simulation of protein digestion and subsequent fecal fermentation, with and without addition of XOS, was performed, noting that the presence of oligosaccharide was beneficial to maintain low pH and ammonia concentration in the fecal medium. XOS from BCA also showed better results in cellular toxicity in relation to cell wall damage, which can be attributed to its structure or the presence of other beneficial compounds in the hemicellulosic hydrolysate. Therefore, it was possible to conclude that the XOS extracted from BCA, within the studied conditions that result in GP up to 6, has prebiotic properties and that purification steps were not necessary.