Seleção de fungos filamentosos produtores de lipases com potencial de aplicação para a produção de biodiesel por catálise enzimática
Microbial lipases are very prominent biocatalysts due to their ability to catalyze a wide variety of reactions in aqueous and non-aqueous media. In this work, the selected filamentous fungi were isolated from leaves decomposed in the Buritizal River, located in Taquaruçu in the State of Tocantins...
| Autor principal: | Mendes, Danylo Bezerra |
|---|---|
| Grau: | Tese |
| Idioma: | pt_BR |
| Publicado em: |
Universidade Federal do Tocantins
2019
|
| Assuntos: | |
| Acesso em linha: |
http://hdl.handle.net/11612/1206 |
| id |
ir-11612-1206 |
|---|---|
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| spelling |
ir-11612-12062019-05-25T06:29:58Z Seleção de fungos filamentosos produtores de lipases com potencial de aplicação para a produção de biodiesel por catálise enzimática Mendes, Danylo Bezerra Guarda, Emerson Adriano Almeida, Alex Fernando de Lipase; Otimização; Hidrólise; Esterificação; Fusarium solani; Optimization; Hydrolysis; Esterification CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS Microbial lipases are very prominent biocatalysts due to their ability to catalyze a wide variety of reactions in aqueous and non-aqueous media. In this work, the selected filamentous fungi were isolated from leaves decomposed in the Buritizal River, located in Taquaruçu in the State of Tocantins and identified with the ITS gene, were screened for lipase production with hydrolytic activity and esterification. Fusarium solani showed the highest production of lipase, with 2.37 U/mL and esterification activity of 0.07 U/mL using medium 3 containing: KH2PO4 1.00 gL-1, MgSO4 H2O 1.123 gL-1, CuSO4, 06 gL-1. Supplementation of this culture medium with organic nitrogen sources increased lipase production in (461.29%) 3.48 U/mL using tryptone and (419.35%) 3.22 U/mL using yeast extract, all the results were always analyzed with reference to the initial activity of the fungus 0.62 U/mL. Among the vegetable oils evaluated in the work, degummed cotton oil induced lipase production in (1212.90%), 8.14 U/mL. A Plackett-Burman factorial design with 15 experiments was conducted to evaluate the influence of seven factors on the production of lipases by F. solani. The factors investigated were: peptone, tryptone, yeast extract, calcium chloride, potassium phosphate, magnesium sulphate and copper sulphate, which were kept in five fixed variables containing: cotton oil, pH, temperature, agitation and time and as a response to enzymatic activity. The concentration of tryptone, calcium chloride and magnesium sulphate had a significant effect (p < 0.10) on lipase production and were studied consecutively through a complete DCCR (rotational composite) design, in order to optimize production of the fungus F. solani lipases. After optimization using DCCR, maximal lipolytic activities of 24.84 U/mL were obtained with the use of 10 gL-1 tryptone, 3.50 gL-1 calcium chloride and 0.50 gL-1 magnesium, 1 gL-1 potassium phosphate and 1% soybean oil. The statistical model showed a correlation of 85.67% with the experimental data. The biochemical characterization of lipase showed that the enzyme has a better performance at pH 7 at a temperature of 40 ° C, where the statistical model showed a correlation of 94.15% with the experimental data. In this way the lipases produced by F. solani have potential for application and use in the production of biodiesel, and can be an alternative to the conventional processes in the production of biofuels. As lipases microbianas são biocatalisadores muito proeminentes devido a sua capacidade de catalisar uma ampla variedade de reações em meios aquosos e não aquosos. Neste trabalho, os fungos filamentosos selecionados foram isolados de folhas decompostas no rio Buritizal, localizado em Taquaruçu no Estado do Tocantins e identificados com o gene ITS, foram rastreados para produção de lipase com atividade hidrolítica e esterificação. Fusarium solani apresentou a maior produção de lipase, com 2,37 U/mL e atividade de esterificação de 0,07 U/mL utilizando meio 3 contendo: KH2PO4 1,00 g.L-1, MgSO4 H2O 1,123 g.L-1, CuSO4 0,06 g.L-1. A suplementação deste meio de cultura com fontes de nitrogênio orgânico aumentou a produção de lipase em (461,29%) 3,48 U/mL usando triptona e (419,35%) 3,22 U/mL usando extrato de levedura, todos os resultados foram analisados sempre tendo como referencia a atividade inicial do fungo 0.62 U/mL. Entre os óleos vegetais avaliados no trabalho, o óleo de algodão degomado induziu a produção de lipase em (1212,90%), 8,14 U/mL. Um planejamento fatorial Plackett-Burman com 15 experimentos foi conduzido para avaliar a influência de sete fatores na produção de lipases por F. solani. Os fatores investigados foram: peptona, triptona, extrato de levedura, cloreto de cálcio, fosfato de potássio, sulfato de magnésio e sulfato de cobre, que foram mantidos em cinco variáveis fixas contendo: óleo de algodão, pH, temperatura, agitação e tempo e como resposta à atividade enzimática. A concentração de triptona, cloreto de cálcio e sulfato de magnésio tiveram um efeito significativo ( p < 0,10) na produção de lipase e foram estudados consecutivamente através de um DCCR (delineamento central composto rotacional) completo, com o intuito de otimizar a produção das lipases do fungo F. solani. Após a otimização utilizando o DCCR, obteveram-se atividades lipolíticas máximas de 24,84 U/mL com o uso de 10 g.L-1 de triptona, 3,50 g.L-1 de cloreto de cálcio e 0,50 g.L-1 sulfato de magnésio, 1 g.L-1 de fosfato de potássio e 1% de óleo de soja. O modelo estatístico mostrou uma correlação de 85,67% com os dados experimentais. A caracterização bioquímica da lipase mostrou que a enzima tem melhor atuação em pH 7 a uma temperatura de 40°C, onde o modelo estatístico mostrou uma correlação de 94,15% com os dados experimentais. Desta forma as lipases produzidas por F. solani tem potencial para aplicação e uso na produção de biodiesel, podendo ser uma alternativa aos processos convencionais na produção de biocombustíveis. 2019-05-21T17:50:33Z 2019-05-21T17:50:33Z 2019-03-01 Tese MENDES, Danylo Bezerra. Seleção de fungos filamentosos produtores de lipases com potencial de aplicação para a produção de biodiesel por catálise enzimática. 2019. 133f. Tese (Doutorado em Biodiversidade e Biotecnologia) – Universidade Federal do Tocantins, Programa de Pós-Graduação em Biodiversidade e Biotecnologia Rede Bionorte, Palmas, 2019. http://hdl.handle.net/11612/1206 pt_BR Open Access application/pdf application/pdf Universidade Federal do Tocantins BR Programa de Pós-Graduação em Biodiversidade e Biotecnologia da Amazônia Legal - Bionorte Palmas |
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Repositório Institucional - Universidade Federal do Tocantins - UFT |
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RepositorioUFT |
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Lipase; Otimização; Hidrólise; Esterificação; Fusarium solani; Optimization; Hydrolysis; Esterification CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS |
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Microbial lipases are very prominent biocatalysts due to their ability to catalyze a
wide variety of reactions in aqueous and non-aqueous media. In this work, the
selected filamentous fungi were isolated from leaves decomposed in the Buritizal
River, located in Taquaruçu in the State of Tocantins and identified with the ITS
gene, were screened for lipase production with hydrolytic activity and esterification.
Fusarium solani showed the highest production of lipase, with 2.37 U/mL and
esterification activity of 0.07 U/mL using medium 3 containing: KH2PO4 1.00 gL-1,
MgSO4 H2O 1.123 gL-1, CuSO4, 06 gL-1. Supplementation of this culture medium
with organic nitrogen sources increased lipase production in (461.29%) 3.48 U/mL
using tryptone and (419.35%) 3.22 U/mL using yeast extract, all the results were
always analyzed with reference to the initial activity of the fungus 0.62 U/mL. Among
the vegetable oils evaluated in the work, degummed cotton oil induced lipase
production in (1212.90%), 8.14 U/mL. A Plackett-Burman factorial design with 15
experiments was conducted to evaluate the influence of seven factors on the
production of lipases by F. solani. The factors investigated were: peptone, tryptone,
yeast extract, calcium chloride, potassium phosphate, magnesium sulphate and
copper sulphate, which were kept in five fixed variables containing: cotton oil, pH,
temperature, agitation and time and as a response to enzymatic activity. The
concentration of tryptone, calcium chloride and magnesium sulphate had a significant
effect (p < 0.10) on lipase production and were studied consecutively through a
complete DCCR (rotational composite) design, in order to optimize production of the
fungus F. solani lipases. After optimization using DCCR, maximal lipolytic activities of
24.84 U/mL were obtained with the use of 10 gL-1 tryptone, 3.50 gL-1 calcium
chloride and 0.50 gL-1 magnesium, 1 gL-1 potassium phosphate and 1% soybean
oil. The statistical model showed a correlation of 85.67% with the experimental data.
The biochemical characterization of lipase showed that the enzyme has a better
performance at pH 7 at a temperature of 40 ° C, where the statistical model showed
a correlation of 94.15% with the experimental data. In this way the lipases produced
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