Consórcios de enzimas microbianas aplicados à hidrólise de biomassa e silagem

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Lopes, Andreza de Mello
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UnB
Texto Completo: http://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/47388
Resumo: Tese (doutorado) — Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Biologia Celular, Programa de Pós-Graduação em Biologia Microbiana, 2019.
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Assim, o desenvolvimento de coquetéis envolvendo diferentes enzimas com proporções ótimas tornam promissoras as reações de hidrólise enzimática em processos industriais e agropecuários. O objetivo deste trabalho foi utilizar biomassa lignocelulósica para produção de enzimas holocelulolíticas de fungos filamentosos, para a produção e otimização de um consórcio enzimático que atuasse de forma eficiente na hidrólise da biomassa lignocelulósica e como aditivo fibrolítico exógeno a silagem de milho. No total foram produzidos 16 extratos brutos que foram avaliados por ensaios de atividade enzimática, efeito de pH, temperatura, termoestabilidade. Os extratos de Trichoderma reesei cultivado em Casca de Soja (CSTR), Aspergillus terreus em Bagaço de cana (BCAT) e Aspergillus terreus em Palha de cana (PCAT) foram os selecionados para a confecção de consórcios enzimáticos. Para isso, adotou-se um planejamento de misturas simplex. As misturas enzimáticas otimizadas 1 (33% de cada extrato bruto), 4 (45% de CSTR, 45% de BCAT e 10% de PCAT) e 6 (75% PCAT, 35% CSTR e 5% de BCAT) foram avaliadas na hidrólise de casca de soja, palha de cana, palha de milho e LCC, além de parâmetros físico-químicos de termoestabilidade, efeitos de íons e compostos fenólicos. O consórcio 4 foi aplicado como aditivo fibrolítico exógeno na silagem de milho. Afim de aprimorar o consórcio 4 na hidrólise enzimática de bagaço de cana-de-açúcar pré-tratado hidrotermicamente, esse foi suplementando com a adição de enzimas, proteínas não hidrolíticas (β-glicosidase, lacase e expansina) e aditivos (surfactante e triptofano). A combinação consórcio 4 com tween e lacase apresentou uma liberação de açúcares redutores totais e glicose 123 e 136 %, respectivamente, superior a liberada pelo coquetel comercial Celluclast, sob as mesmas condições de operação com 48 horas de hidrólise.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES); Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e Fundação de Apoio à Pesquisa do Distrito Federal (FAP/DF).The application of enzymes as industrial biocatalysts offer numerous advantages over traditional chemical processes, especially with respect to the sustainability and efficiency of the process. The application of enzymes has boosted several industrial sectors. There is a growing focus on the use of enzymes for the conversion of lignocellulosic biomass to biofuels and various chemicals, as well as the application for animal feed. In both applications, the enzymes produced by filamentous fungi have advantages and the agroindustrial residues represent an important alternative carbon source for the production of enzymes. Thus, the development of cocktails involving different enzymes with optimal proportions promises the reactions of enzymatic hydrolysis in industrial and agricultural processes. The objective of this work was to use lignocellulosic biomass for the production of holocellulolytic enzymes of filamentous fungi for the production and optimization of an enzymatic consortium that acted efficiently in the hydrolysis of lignocellulosic biomass and as an exogenous fibrolytic additive to corn silage. In total, 16 crude extracts were produced, which were evaluated by enzyme activity assays, pH, temperature and thermostability. The extracts of Trichoderma reesei cultivated in soybean hull (CSTR), Aspergillus terreus in sugarcane bagasse (BCAT) and Aspergillus terreus in sugarcane straw (PCAT) were selected for the preparation of enzyme consortia. For this, a planning of simplex mixtures was adopted. Optimized enzyme mixtures 1 (33% of each crude extract), 4 (45% CSTR, 45% BCAT and 10% PCAT) and 6 (75% PCAT, 35% CSTR and 5% BCAT) were evaluated in the hydrolysis of soybean hulls, sugarcane straw, corn straw and LCC, as well as physical-chemical parameters of thermostability, ion effects and phenolic compounds. Consortium 4 was applied as an exogenous fibrolytic additive in corn silage. In order to improve the consortium 4 in the enzymatic hydrolysis of hydrothermally pretreated sugarcane bagasse, this was supplemented with the addition of enzymes, non-hydrolytic proteins (β-glucosidase, laccase and expansin) and additives (surfactant and tryptophan). The combination consortium 4 with tween and laccase showed a liberation of total reducing sugars and glucose 123 and 136%, respectively, higher than that released by the commercial Cocktail Celluclast under the same operating conditions with 48 hours of hydrolysis.Instituto de Ciências Biológicas (IB)Departamento de Biologia Celular (IB CEL)Programa de Pós-Graduação em Biologia Microbiana2024-01-19T18:51:08Z2024-01-19T18:51:08Z2024-01-192019-04-18info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfLOPES, Andreza de Mello. Consórcios de enzimas microbianas aplicados à hidrólise de biomassa e silagem. 2019. 193 f., il. Tese (Doutorado em Biologia Microbiana) — Universidade de Brasília, Brasília, 2019.http://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/47388porLopes, Andreza de Melloinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2024-01-19T18:51:08Zoai:repositorio.unb.br:10482/47388Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2024-01-19T18:51:08Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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