Produção de ácido succínico por processo fermentativo : Succinic acid production by fermentative process

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Gonzales, Tatiane Araujo, 1977-
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1639187
Resumo: Orientador: Rosana Goldbeck
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spelling Produção de ácido succínico por processo fermentativo : Succinic acid production by fermentative processSuccinic acid production by fermentative processÁcido succínicoActinobacillus succinogenesRazão carbono: nitrôgenioOtimização de processoSuccinic acidActinobacillus succinogenesCarbon: nitrogen ratioProcess optimizationOrientador: Rosana GoldbeckTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de AlimentosResumo: O ácido succínico é um ácido dicarboxílico que foi reconhecido como um dos doze principais compostos químicos que podem ser utilizados para sintetizar todo um espectro de produtos valiosos. Atualmente, este produto químico é produzido principalmente por via petroquímica por meio da hidrogenação do anidrido maleico, um processo que é relativamente caro e contribui para problemas ambientais. A produção de ácido succínico de base biológica através da fermentação microbiana tem sido amplamente investigada em todo o mundo. Desta forma, este trabalho teve como objetivo, estudar a produção fermentativa de ácido succínico a partir de Actinobacillus succinogenes. Primeiramente avaliaram-se os efeitos de diferentes razões C:N, fontes de carbono e a concentração inicial do carbono no crescimento celular, produção de ácido succínico e rendimento (YP/S). Foram utilizadas como fontes de carbono a glicose, xilose e sacarose e as faixas de C:N variaram de 2,5:1 a 35:1. A produção de ácido succínico foi melhor na razão C:N de 12,5:1; tanto para a produção de ácido succínico quanto para o rendimento do produto em relação ao substrato (YP/S). A fonte de carbono que apresentou melhor resultado foi a glicose com concentrações acima de 7,5 g.L-1. Na segunda etapa foi realizado um Planejamento Experimental Fatorial Fracionário 25-1, com o intuito de verificar quais variáveis influenciariam mais o processo. Os fatores analisados e os seus níveis foram os seguintes: concentração de glicose (19,29 - 42,45 g.L-1); extrato de levedura (5 -11 g.L-1); temperatura (33 - 410C); pH (6 - 8) e agitação (100 ¿ 300 rpm). Com os resultados obtidos pôde-se verificar que as variáveis que mais influenciaram na produção de ácido succínico foram pH, extrato de levedura e temperatura. As melhores condições para produção de ácido succínico obtidas foram: temperatura (37-44°C), concentração de extrato de levedura (acima de 14 g.L-1) e pH em torno de 7. Nestas condições atingiu-se concentrações de ácido succínico de 17.5 g.L-1Abstract: Succinic acid is a C4-dicarboxylic acid has been recognized as one of the top twelve building-blocks chemicals compounds that can be utilized to synthesize a whole spectrum of valuable commodities. Currently, this chemical is mainly produced petro-chemically through hydrogenation of maleic anhydride, a process that is relatively expensive and contributes to environmental problems. The bio-based production of succinic acid through microbial fermentation has been extensively investigated worldwide. Thus, this study aimed to study the fermentative production of succinic acid from Actinobacillus succinogenes. First the effects of different carbon:nitrogen (C:N) ratios, carbon source and initial carbon concentration, in liquid medium used for submerged fermentation, on biomass growth, succinic acid production and yield of product in substrate (YP/S) were studied. It was used three carbon sources as substrate such as glucose, xylose and sucrose and the C:N ratios studied were in the range of 2.5-35. The succinic acid production was best at a C:N ratio of 12.5:1, as much for the succinic acid production as for the yield of product in relation to the substrate (YP/S). For the biomass growth the C:N ratios of 2.5:1, 5:1 and 10:1 had only presented significant difference with regards to the too much assays. The substrate that presents the best results was the glucose with succinic acid concentrations up to 7.5 g.L-1. In the second step, a Fractional Factorial Experimental Design 25-1 was carried out, in order to verify which variables would most influence the process. The factors analyzed and their levels were as follows: glucose concentration (19.29 - 42.45 g.L-1); yeast extract (5 -11 g.L-1); temperature (33-41°C); pH (6-8) and stirring (100-300rpm). By results, it can be verified that the variables that the most influenced succinic acid production were pH, yeast extract and temperature. The best conditions for succinic acid production were in the range from 37-44oC for temperature, concentrations of yeast extract up to 14g.L-1 and pH around 7. It was reached 17.5 g.L-1 of succinic acidDoutoradoEngenharia de AlimentosDoutor em Engenharia de AlimentosCAPES001[s.n.]Goldbeck, Rosana, 1982-Kamimura, Eliana SetsukoMaldonado, Rafael ResendeBastos, Reinaldo GasparFarias, DanieleUniversidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia de AlimentosPrograma de Pós-Graduação em Engenharia de AlimentosUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASGonzales, Tatiane Araujo, 1977-20192019-09-19T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf1 recurso online (112 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1639187GONZALES, Tatiane Araujo. Produção de ácido succínico por processo fermentativo: Succinic acid production by fermentative process. 2019. 1 recurso online (112 p.) Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1639187. 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