Aproveitamento de subprodutos agroindustriais para produção de lipase por fermentação em estado sólido pela linhagem mutante Aspergillus niger 11T53A14

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Veloso, Elizabeth Cristina Tavares
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
Texto Completo: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/12078
Resumo: This work aimed at defining the best conditions of microbial lipase production by A. niger 11T53A14 mutant strain by solid state fermentation using different agroindustrial byproducts (coffee grounds, macaúba pulp and mango kernel). The fermentation was carried out in a 250 mL erlenmeyer flask containing 15 g of substrate inoculated with 107 spores/mL. Experiments were conducted at 32 oC for 48 hours, following a 25-1 fractionated factorial design. The process variables were solution of HCl 0.1M, nitrogen (% ammonium sulfate) and concentration of coffee grounds, macaúba pulp and mango kernel. The best lipase activity (81.16 U/g) was obtained with 80 mL/100 g HCl 0.1M solution, ammonium sulfate (0.4%) and coffee grounds (11%). Based on the results, the central composite rotatable design was carried out. In this case, three independent variables were studied: percentage of nitrogen (ammonium sulfate), volume of solution of HCl 0.1 M and coffee grounds. The highest lipase activity (120.6 U/g ) was obtained with 0.6% nitrogen (ammonium sulfate), 3.32% of coffee grounds and 90 mL of HCl solution. The screening showed: nitrogen and the volume of HCl solution had positive effect on lipase production. Therefore, the influence of the volume of HCl solution (110 and 140 mL) and the increase of ammonium sulfate (1%) were tested. The highest lipase activity (130.5 U/g) was observed with 110 mL of solution of HCl 0.1 M. The increase in the percentage of nitrogen to 1% did not favor lipase synthesis. Different sources of nitrogen (sodium nitrate, ammonium nitrate and urea) and inoculum concentration (106, 107 and 108 spores/mL) were evaluated. In this study the best source of nitrogen was ammonium sulfate and the concentration of inoculum 107 spores/mL. A kinetic study showed that the lipase production occurred with highest lipase activity (148.4 U/g) with 36 hours of fermentation and with productivity of 4.12 U/g.h. Lipase showed higher activity value at pH 6 (115.53 U/g) and temperature at 30oC (144.23 U/g). Therefore, the results obtained in this work were superior to those found in the literature, since maximum lipase activity was obtained in a short fermentation time, favoring this increase production on a large scale. The use of coffee grounds has shown that this byproduct can be used as renewable raw material for lipase production
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Dissertação (Mestrado em Processos Químicos e Meio Ambiente) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2018.http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/12078This work aimed at defining the best conditions of microbial lipase production by A. niger 11T53A14 mutant strain by solid state fermentation using different agroindustrial byproducts (coffee grounds, macaúba pulp and mango kernel). The fermentation was carried out in a 250 mL erlenmeyer flask containing 15 g of substrate inoculated with 107 spores/mL. Experiments were conducted at 32 oC for 48 hours, following a 25-1 fractionated factorial design. The process variables were solution of HCl 0.1M, nitrogen (% ammonium sulfate) and concentration of coffee grounds, macaúba pulp and mango kernel. The best lipase activity (81.16 U/g) was obtained with 80 mL/100 g HCl 0.1M solution, ammonium sulfate (0.4%) and coffee grounds (11%). Based on the results, the central composite rotatable design was carried out. In this case, three independent variables were studied: percentage of nitrogen (ammonium sulfate), volume of solution of HCl 0.1 M and coffee grounds. The highest lipase activity (120.6 U/g ) was obtained with 0.6% nitrogen (ammonium sulfate), 3.32% of coffee grounds and 90 mL of HCl solution. The screening showed: nitrogen and the volume of HCl solution had positive effect on lipase production. Therefore, the influence of the volume of HCl solution (110 and 140 mL) and the increase of ammonium sulfate (1%) were tested. The highest lipase activity (130.5 U/g) was observed with 110 mL of solution of HCl 0.1 M. The increase in the percentage of nitrogen to 1% did not favor lipase synthesis. Different sources of nitrogen (sodium nitrate, ammonium nitrate and urea) and inoculum concentration (106, 107 and 108 spores/mL) were evaluated. In this study the best source of nitrogen was ammonium sulfate and the concentration of inoculum 107 spores/mL. A kinetic study showed that the lipase production occurred with highest lipase activity (148.4 U/g) with 36 hours of fermentation and with productivity of 4.12 U/g.h. Lipase showed higher activity value at pH 6 (115.53 U/g) and temperature at 30oC (144.23 U/g). Therefore, the results obtained in this work were superior to those found in the literature, since maximum lipase activity was obtained in a short fermentation time, favoring this increase production on a large scale. The use of coffee grounds has shown that this byproduct can be used as renewable raw material for lipase productionEste trabalho tem como objetivo definir as melhores condições de produção da lipase pela linhagem mutante A. niger 11T53A14 por fermentação em estado sólido utilizando diferentes subprodutos agroindustriais (borra de café, torta da polpa de macaúba e amêndoa da manga). A fermentação foi realizada em Erlenmeyer (250 mL) contendo 15 g de subproduto inoculados com 107 conídios/mL. Os experimentos foram conduzidos a 32 oC por 48 horas, seguindo um planejamento fatorial fracionado 25-1. As variáveis estudadas foram: solução de HCl 0,1M, nitrogênio do sulfato de amônio e concentração de borra de café, amêndoa da manga e polpa de macaúba. O melhor resultado (81,16 U/g) foi obtido em meio de cultivo composto por 80 mL/100g de meio da solução de HCl 0,1M, 0,4% de nitrogênio do sulfato de amônio e 11% de borra de café. Com base nos resultados foi realizado o planejamento fatorial composto central rotacional 23, que visou melhorar a produção da lipase. Neste planejamento foram estudas: nitrogênio do sulfato de amônio, solução de HCl 0,1M e borra de café partindo dos melhores resultados do primeiro planejamento. A maior atividade lipásica (120,6 U/g) ocorreu com 0,6% de nitrogênio do sulfato de amônio, 3,32% de borra de café e 90 mL/100g de meio da solução de HCl 0,1M. De acordo com o planejamento, a porcentagem de nitrogênio e o volume da solução de HCl 0,1 M apresentaram um efeito positivo na produção de lipase. Portanto, em seguida foram testadas a influência da solução de HCl (110 e 140 mL) e o aumento do nitrogênio do sulfato de amônio (1%). Obteve-se máxima atividade lipásica (130,5 U/g) quando se utilizou 110 mL da solução de HCl 0,1M. O aumento na porcentagem de nitrogênio para 1% não favoreceu a síntese da lipase. Diferentes fontes de nitrogênio (nitrato de sódio, nitrato de amônio e uréia) e concentração do inóculo (106, 107 e 108 conídios/mL) foram avaliadas, sendo neste estudo a melhor fonte de nitrogênio o sulfato de amônio e a concentração de inóculo 107 conídios/mL. O estudo cinético mostrou que a maior atividade lipásica (148,4 U/g) ocorreu com 36 horas de fermentação, com uma produtividade de 4,12 U/g.h. A lipase apresentou maior valor de atividade em pH 6 (115,53U/g) e temperatura de 30oC (144,23U/g). Esses resultados foram superiores aos encontrados na literatura, visto que se obteve máxima atividade lipásica em um curto tempo de fermentação, favorecendo dessa forma o aumento da produção em larga escala. O uso da borra de café mostrou que esse subproduto pode se tornar matéria-prima renovável apropriada para a produção de lipaseSubmitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T19:38:29Z No. of bitstreams: 1 Elizabeth Cristina Tavares Veloso.pdf: 1406133 bytes, checksum: 115ed77eb489c0f7cf75c3a6241dfb5f (MD5)Made available in DSpace on 2021-01-06T19:38:29Z (GMT). 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