Produ??o de celulases e xilanases por Aspergillus tubingensis AN1257 em torta de caro?o de algod?o em biorreator instrumentado
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2019 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFVJM |
Texto Completo: | http://acervo.ufvjm.edu.br/jspui/handle/1/2075 |
Resumo: | A produ??o das holocelulases ? enzimas utilizadas no processo produtivo do bioetanol de segunda gera??o ? apresenta desafios com rela??o ? diversifica??o da mat?ria-prima utilizada, englobando aspectos que incluem a investiga??o de microrganismos celulol?ticos eficientes, o uso de substratos lignocelul?sicos acess?veis e a determina??o das condi??es ideais para a produ??o em larga escala. Neste sentido, o presente trabalho teve por objetivo o desenvolvimento de bioprocesso para a produ??o de enzimas holocelulol?ticas por Aspergillus tubingensis AN1257 utilizando torta de caro?o de algod?o como fonte de carbono, seguido da caracteriza??o e avalia??o da efici?ncia hidrol?tica do extrato enzim?tico. O extrato enzim?tico foi obtido por fermenta??o submersa, em biorreator instrumentado, utilizando 1,5 L de meio base contendo 1,25% (m/v) de torta de caro?o de algod?o e in?culo de A. tubingensis AN1257 na concentra??o de 1x105 con?dios mL-1. O bioprocesso foi conduzido a 30?C, sem o controle do pH, agita??o a 200 rpm, e aera??o de 1,3 VVM, durante 192 horas. A influ?ncia do pH na produ??o enzim?tica foi avaliada em tr?s condi??es: (i) sem o controle do pH, (ii) pH 5,0 e, (iii) pH 6,0. A influ?ncia da concentra??o inicial da fonte de carbono na produ??o enzim?tica foi avaliada por meio da adi??o de torta de caro?o de algod?o nas concentra??es de 1,25, 1,65, 2,05 e 2,50% (m/v). As atividades enzim?ticas para FPases, CMCase, ?-glucosidase e xilanase foram determinadas durante a fermenta??o, a cada 24 horas. O extrato enzim?tico bruto (AN1257) tamb?m foi avaliado quanto a sacarifica??o da torta de maca?ba, baga?o de cana-de-a??car, torta de caro?o de algod?o, torta de girassol e torta de mamona, e comparada ao extrato comercial Cellic? CTec2 e ao extrato Mix, composto por extrato AN1257 e Cellic? CTec2. A fermenta??o realizada sem o controle do pH resultou em maior atividade enzim?tica de FPases, ?-glucosidase e xilanases, apresentando valores de 0,073 U mL?1, 3,6 U mL-1 e 19,8 U mL-1, respectivamente. Contudo, a atividade m?xima de CMCase foi obtida em pH 5,0, com valor de 0,093 U mL?1. As atividades m?ximas de FPases e ?-glucosidase foram observadas em meio contendo 1,65% da biomassa, apresentando valores de 0,13 U mL-1 e 4,4 U mL-1, respectivamente. A CMCase apresentou atividade m?xima em 2,05% da biomassa, com valor de 0,092 U mL-1. As xilanases apresentaram atividade m?xima durante o processo fermentativo em 1,25% da biomassa, com valor de 19,8 U mL-1. A sacarifica??o de materiais lignocelul?sicos pelo extrato AN1257 demonstrou resultados promissores, particularmente em biomassas com maior conte?do hemicelul?sico, resultando em hidrolisados com maiores concentra??es de a??car redutor em compara??o com o uso de preparado comercial. As condi??es ?timas avaliadas para a aplica??o do extrato enzim?tico bruto foram temperaturas de 40 a 50?C e valor de pH 4,0. O desenvolvimento deste trabalho idealiza novas possibilidades tecnol?gicas para a consolida??o da produ??o de enzimas holocelulol?ticas em larga escala, a partir da utiliza??o de res?duos agroindustriais da cadeia bioenerg?tica e da linhagem A. tubingensis AN1257, micro-organismo holocelulol?tico promissor para a produ??o de tais enzimas. |
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Pinheiro, Thais SantosSantos, Alexandre Soares dosMelo, Ver?nica FerreiraMelo, Walber CarvalhoMolina, GustavoPantoja, L?lian de Ara?joUniversidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM)Santos, Alexandre Soares dos2019-11-06T21:28:18Z2019-11-06T21:28:18Z20192019-05-24PINHEIRO, Thais Santos. Produ??o de celulases e xilanases por Aspergillus tubingensis AN1257 em torta de caro?o de algod?o em biorreator instrumentado. 2019. 86 p. Disserta??o (Mestrado) ? Programa de P?s-gradua??o em Biocombust?veis, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, Diamantina, 2019.http://acervo.ufvjm.edu.br/jspui/handle/1/2075A produ??o das holocelulases ? enzimas utilizadas no processo produtivo do bioetanol de segunda gera??o ? apresenta desafios com rela??o ? diversifica??o da mat?ria-prima utilizada, englobando aspectos que incluem a investiga??o de microrganismos celulol?ticos eficientes, o uso de substratos lignocelul?sicos acess?veis e a determina??o das condi??es ideais para a produ??o em larga escala. Neste sentido, o presente trabalho teve por objetivo o desenvolvimento de bioprocesso para a produ??o de enzimas holocelulol?ticas por Aspergillus tubingensis AN1257 utilizando torta de caro?o de algod?o como fonte de carbono, seguido da caracteriza??o e avalia??o da efici?ncia hidrol?tica do extrato enzim?tico. O extrato enzim?tico foi obtido por fermenta??o submersa, em biorreator instrumentado, utilizando 1,5 L de meio base contendo 1,25% (m/v) de torta de caro?o de algod?o e in?culo de A. tubingensis AN1257 na concentra??o de 1x105 con?dios mL-1. O bioprocesso foi conduzido a 30?C, sem o controle do pH, agita??o a 200 rpm, e aera??o de 1,3 VVM, durante 192 horas. A influ?ncia do pH na produ??o enzim?tica foi avaliada em tr?s condi??es: (i) sem o controle do pH, (ii) pH 5,0 e, (iii) pH 6,0. A influ?ncia da concentra??o inicial da fonte de carbono na produ??o enzim?tica foi avaliada por meio da adi??o de torta de caro?o de algod?o nas concentra??es de 1,25, 1,65, 2,05 e 2,50% (m/v). As atividades enzim?ticas para FPases, CMCase, ?-glucosidase e xilanase foram determinadas durante a fermenta??o, a cada 24 horas. 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O desenvolvimento deste trabalho idealiza novas possibilidades tecnol?gicas para a consolida??o da produ??o de enzimas holocelulol?ticas em larga escala, a partir da utiliza??o de res?duos agroindustriais da cadeia bioenerg?tica e da linhagem A. tubingensis AN1257, micro-organismo holocelulol?tico promissor para a produ??o de tais enzimas.Submitted by Nivaldo Melo (nivaldo.melo@ufvjm.edu.br) on 2019-11-04T19:48:24Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) thais_santos_pinheiro.pdf: 1951266 bytes, checksum: f5b5bdee70fc302b13a304707892f9e7 (MD5)Approved for entry into archive by Jos? Henrique Henrique (jose.neves@ufvjm.edu.br) on 2019-11-06T21:28:18Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) thais_santos_pinheiro.pdf: 1951266 bytes, checksum: f5b5bdee70fc302b13a304707892f9e7 (MD5)Made available in DSpace on 2019-11-06T21:28:18Z (GMT). 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Enzymes were obtained by submerged fermentation in an instrumented bioreactor using 1.5 L of base medium containing 1.25% (w/v) cottonseed cake and inoculum of A. tubingensis AN1257 at concentration of 1x105 conidia mL-1. Bioprocess was conducted during 192 hours, at 30?C, with no pH control, agitation at 200 rpm, and aeration of 1.3 VVM. pH influence on enzyme production was evaluated under three conditions: (i) with no pH control, (ii) pH 5.0 and (iii) pH 6.0. Influence of initial carbon source concentration on enzyme production was evaluated by addition of 1.25, 1.65, 2.05 and 2.50% (w/v) cottonseed cake to fermentation medium. FPases, CMCase, ?-glucosidase and xylanases enzyme activities assays were performed during fermentation, each 24 hours. Crude enzyme extract (AN1257) was also evaluated for saccharification of macauba presscake, sugarcane bagasse, cottonseed cake, sunflower cake and castor bean cake, and then it was compared to commercial extract Cellic? CTec2 and to a blend extract, composed of AN1257 and Cellic? CTec2. Fermentation with no pH control resulted in higher FPases, ?-glucosidase and xylanases activities, presenting values of 0.073 U mL-1, 3.6 U mL-1 and 19.8 U mL-1, respectively. CMCase presented maximum activity at pH 5.0, with a value of 0.093 U mL-1. FPases and ?-glucosidase maximum activities were observed in medium containing 1.65% biomass, presenting values of 0.13 U mL-1 and 4.4 U mL-1, respectively. CMCase presented maximum activity of 0.092 U mL-1, in 2.05% biomass. Xylanases maximum activity was 19.8 U mL-1, during fermentation using 1.25% biomass. Lignocellulosic residues saccharification by AN1257 showed promising results, particularly in biomasses with higher hemicellulosic content, resulting in hydrolysates with higher reducing sugar concentrations compared to the use of commercial preparation. Optimal conditions evaluated for application of crude enzyme extract were temperatures range from 40 to 50?C and pH 4.0. The development of this work idealizes new technological possibilities for consolidation of holocellulolytic enzymes production, starting from using agroindustrial residues of bioenergetic chain and the strain A. tubingensis AN1257, a promising holocellulolytic microorganism for such enzymes production.porUFVJMA concess?o da licen?a deste item refere-se ao ? termo de autoriza??o impresso assinado pelo autor, assim como na licen?a Creative Commons, com as seguintes condi??es: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publica??o, autorizo a Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri e o IBICT a disponibilizar por meio de seus reposit?rios, sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei n? 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permiss?es assinaladas, para fins de leitura, impress?o e/ou download, a t?tulo de divulga??o da produ??o cient?fica brasileira, e preserva??o, a partir desta data.info:eu-repo/semantics/openAccessProdu??o de celulases e xilanases por Aspergillus tubingensis AN1257 em torta de caro?o de algod?o em biorreator instrumentadoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisFungo filamentosoFermenta??o submersaHolocelulasesEtanol de segunda gera??oHidr?lise enzim?ticaRes?duos lignocelul?sicosFilamentous fungusSubmerged fermentationHolocellulasesSecond generation ethanolEnzymatic hydrolysisLignocellulosic residuesreponame:Repositório Institucional da UFVJMinstname:Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM)instacron:UFVJMTEXTthais_santos_pinheiro.pdf.txtthais_santos_pinheiro.pdf.txtExtracted texttext/plain158411http://acervo.ufvjm.edu.br/jspui/bitstream/1/2075/7/thais_santos_pinheiro.pdf.txte45993b65e6e73a7b8d31ba3377b5da9MD57LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; 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Filamentous fungus Submerged fermentation Holocellulases Second generation ethanol Enzymatic hydrolysis Lignocellulosic residues |
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A produ??o das holocelulases ? enzimas utilizadas no processo produtivo do bioetanol de segunda gera??o ? apresenta desafios com rela??o ? diversifica??o da mat?ria-prima utilizada, englobando aspectos que incluem a investiga??o de microrganismos celulol?ticos eficientes, o uso de substratos lignocelul?sicos acess?veis e a determina??o das condi??es ideais para a produ??o em larga escala. Neste sentido, o presente trabalho teve por objetivo o desenvolvimento de bioprocesso para a produ??o de enzimas holocelulol?ticas por Aspergillus tubingensis AN1257 utilizando torta de caro?o de algod?o como fonte de carbono, seguido da caracteriza??o e avalia??o da efici?ncia hidrol?tica do extrato enzim?tico. O extrato enzim?tico foi obtido por fermenta??o submersa, em biorreator instrumentado, utilizando 1,5 L de meio base contendo 1,25% (m/v) de torta de caro?o de algod?o e in?culo de A. tubingensis AN1257 na concentra??o de 1x105 con?dios mL-1. O bioprocesso foi conduzido a 30?C, sem o controle do pH, agita??o a 200 rpm, e aera??o de 1,3 VVM, durante 192 horas. A influ?ncia do pH na produ??o enzim?tica foi avaliada em tr?s condi??es: (i) sem o controle do pH, (ii) pH 5,0 e, (iii) pH 6,0. A influ?ncia da concentra??o inicial da fonte de carbono na produ??o enzim?tica foi avaliada por meio da adi??o de torta de caro?o de algod?o nas concentra??es de 1,25, 1,65, 2,05 e 2,50% (m/v). As atividades enzim?ticas para FPases, CMCase, ?-glucosidase e xilanase foram determinadas durante a fermenta??o, a cada 24 horas. O extrato enzim?tico bruto (AN1257) tamb?m foi avaliado quanto a sacarifica??o da torta de maca?ba, baga?o de cana-de-a??car, torta de caro?o de algod?o, torta de girassol e torta de mamona, e comparada ao extrato comercial Cellic? CTec2 e ao extrato Mix, composto por extrato AN1257 e Cellic? CTec2. A fermenta??o realizada sem o controle do pH resultou em maior atividade enzim?tica de FPases, ?-glucosidase e xilanases, apresentando valores de 0,073 U mL?1, 3,6 U mL-1 e 19,8 U mL-1, respectivamente. Contudo, a atividade m?xima de CMCase foi obtida em pH 5,0, com valor de 0,093 U mL?1. As atividades m?ximas de FPases e ?-glucosidase foram observadas em meio contendo 1,65% da biomassa, apresentando valores de 0,13 U mL-1 e 4,4 U mL-1, respectivamente. A CMCase apresentou atividade m?xima em 2,05% da biomassa, com valor de 0,092 U mL-1. As xilanases apresentaram atividade m?xima durante o processo fermentativo em 1,25% da biomassa, com valor de 19,8 U mL-1. A sacarifica??o de materiais lignocelul?sicos pelo extrato AN1257 demonstrou resultados promissores, particularmente em biomassas com maior conte?do hemicelul?sico, resultando em hidrolisados com maiores concentra??es de a??car redutor em compara??o com o uso de preparado comercial. As condi??es ?timas avaliadas para a aplica??o do extrato enzim?tico bruto foram temperaturas de 40 a 50?C e valor de pH 4,0. O desenvolvimento deste trabalho idealiza novas possibilidades tecnol?gicas para a consolida??o da produ??o de enzimas holocelulol?ticas em larga escala, a partir da utiliza??o de res?duos agroindustriais da cadeia bioenerg?tica e da linhagem A. tubingensis AN1257, micro-organismo holocelulol?tico promissor para a produ??o de tais enzimas. |
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2019 |
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PINHEIRO, Thais Santos. Produ??o de celulases e xilanases por Aspergillus tubingensis AN1257 em torta de caro?o de algod?o em biorreator instrumentado. 2019. 86 p. Disserta??o (Mestrado) ? Programa de P?s-gradua??o em Biocombust?veis, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, Diamantina, 2019. |
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