Desenvolvimento de bioprocesso utilizando fungos filamentosos amazônicos, visando aplicação no pré-tratamento biológico de biomassas vegetais
Diversos microrganismos são conhecidos como bons produtores de enzimas com a capacidade de hidrolisar a biomassa vegetal. Fungos do Filo basidiomicetos como o fungo Trametes sp. e fungos do Filo ascomicetos como Aspergillus sp. e Penicillium sp. são tidos na literatura como bons produtores de enzima...
| Autor principal: | Oliveira, Jéssica Batista de |
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| Outros Autores: | http://lattes.cnpq.br/7462452740499159 |
| Grau: | Dissertação |
| Idioma: | por |
| Publicado em: |
Universidade Federal do Amazonas
2023
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| Assuntos: | |
| Acesso em linha: |
https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/9865 |
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oai:https:--tede.ufam.edu.br-handle-:tede-98652023-12-08T05:03:47Z Desenvolvimento de bioprocesso utilizando fungos filamentosos amazônicos, visando aplicação no pré-tratamento biológico de biomassas vegetais Oliveira, Jéssica Batista de Sales-Campos, Ceci http://lattes.cnpq.br/7462452740499159 http://lattes.cnpq.br/9752987836124768 Carmo, Edson Junior do Albuquerque, Patrícia Melchionna Fungos Ascomicetos Biomassa vegetal - Análise CIENCIAS BIOLOGICAS Fungos filamentosos Basidiomicetos Ascomicetos Biomassa vegetal Celulases Ligninases Diversos microrganismos são conhecidos como bons produtores de enzimas com a capacidade de hidrolisar a biomassa vegetal. Fungos do Filo basidiomicetos como o fungo Trametes sp. e fungos do Filo ascomicetos como Aspergillus sp. e Penicillium sp. são tidos na literatura como bons produtores de enzimas lignocelulolíticas. Essas enzimas possuem grande interesse industrial, tendo em vista que podem ser empregadas nos mais diversos processos. Logo, o objetivo deste trabalho foi realizar pré-tratamento do resíduo do cultivo de milho (palha) utilizando fungos amazônicos, para aumento da eficiência hidrolítica. O resíduo in natura e após o pré-tratamento foi caracterizado quanto aos teores de celulose, hemicelulose e lignina, bem como avaliação de modificações estruturais após o pré-tratamento. Foi determinada a presença das enzimas celulases, hemicelulases (xilanases) e ligninases ( lacases, lignina peroxidases e manganês peroxidases) em cada pré-tratamento. A melhor atividade de celulases detectada foi a de Fpase com uma atividade de 6,6 U/mg após 5 dias de fermentação utilizando o co-cultivo de Aspergillus oryzase mais Trametes versicolor. Ja a melhor produção de xilanase apresentou uma atividade de 1,74 U/mg utilizando o mono cultivo de Penicillium citrinum e a melhor produção de ligninases foi a de Lacases com uma atividade de 29,4 U/mg utilizando o fungo Trametes versicolor em mono cultivo. Quanto ao teor de lignina, o cultivo que apresentou melhor remoção deste componente foi os mono cultivos de Trametes versicolor e Aspergillus oryzae, com remoção de 36 e 22%, respectivamente. Em contra partida o cultivo que apresentou melhor modificação na estrutura da parede celular da palha de milho foram os co-cultivos contendo Penicillium citrinum mais Trametes versicolor e o co-cultivo onde há a presença dos três fungos (Aspergillus oryzae, Penicillium citrinum e Trametes versicolor). De forma geral, o consórcio microbiano mostrou resultados promissores para agregar valor aos resíduos provenientes da agroindústria. O resíduo in natura e após o pré-tratamento biológico com os fungos A. oryzae, P. citrinum e T. versicolor em mono e co-cultivo foram avaliados quanto a eficiência hidrolítica, apresentando 7,3% de eficiência hidrolítica na biomassa in natura e 90% de eficiência hidrolítica após pré- tratamento com T. versicolor em monocultivo, demonstrando que o pré-tratamento biológico foi capaz converter os açúcares presente na palha de milho, sendo uma etapa fundamental para o processo de sacarificação da biomassa. Several microorganisms are known as good producers of enzymes with the ability to hydrolyze plant biomass. Fungi of the phylum Basidiomycetes such as Trametes sp. are considered to be excellent producers of ligninolytic enzymes and fungi of the phylum Ascomycetes such as Aspergillus sp. and Penicillium sp. are considered in the literature to be good producers of cellulolytic enzymes. These enzymes are of great industrial interest as they can be used in a wide variety of processes. Therefore, the aim of this study was to pre-treat corn crop residue (straw) using Amazonian fungi in order to increase hydrolytic efficiency. The residue in natura and after pre-treatment was characterized in terms of cellulose, hemicellulose and lignin content, as well as assessing structural changes after pre-treatment. The presence of the enzymes cellulases, hemicellulases (xylanases) and ligninases (lacases, lignin peroxidases and manganese peroxidases) was determined in each pre-treatment. The best cellulase activity detected was that of Fpase with an activity of 6.6 U/mg after 5 days of fermentation using the co-cultivation of Aspergillus oryzase plus Trametes versicolor. The best xylanase production showed an activity of 1.74 U/mg using the mono-culture of Penicillium citrinum and the best ligninase production was lacases with an activity of 29.4 U/mg using the fungus Trametes versicolor in mono-culture. In terms of lignin content, the cultures that showed the best removal of this component were the mono-cultures of Trametes versicolor and Aspergillus oryzae, with 36% and 22% removal, respectively. On the other hand, the cultures that showed the best changes in the structure of the corn straw cell wall were the co-cultures containing Penicillium citrinum plus Trametes versicolor and the co- culture where all three fungi were present (Aspergillus oryzae, Penicillium citrinum and Trametes versicolor). In general, the microbial consortium showed promising results for adding value to waste from the agro-industry. The waste in natura and after biological pre- treatment with the fungi A. oryzae, P. citrinum and T. versicolor in mono and co-cultivation were evaluated for hydrolytic efficiency, showing 7.3% hydrolytic efficiency in the biomass in natura and 90% hydrolytic efficiency after pre-treatment with T. versicolor in mono and co- cultivation. T. versicolor in monoculture, demonstrating that the biological pre-treatment was able to convert the sugars present in the corn straw, which is a fundamental stage in the biomass saccharification process. FAPEAM - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior 2023-12-07T15:08:49Z 2999-12-31 2023-08-28 Dissertação OLIVEIRA, Jéssica Batista de. Desenvolvimento de bioprocesso utilizando fungos filamentosos amazônicos, visando aplicação no pré-tratamento biológico de biomassas vegetais. 2023. 107 f. Dissertação (Mestrado em Biotecnologia) - Universidade Federal do Amazonas, Manaus (AM), 2023. https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/9865 por Acesso Embargado https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ application/pdf Universidade Federal do Amazonas Instituto de Ciências Biológicas Brasil UFAM Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia |
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TEDE - Universidade Federal do Amazonas |
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Diversos microrganismos são conhecidos como bons produtores de enzimas com a capacidade de hidrolisar a biomassa vegetal. Fungos do Filo basidiomicetos como o fungo Trametes sp. e fungos do Filo ascomicetos como Aspergillus sp. e Penicillium sp. são tidos na literatura como bons produtores de enzimas lignocelulolíticas. Essas enzimas possuem grande interesse industrial, tendo em vista que podem ser empregadas nos mais diversos processos. Logo, o objetivo deste trabalho foi realizar pré-tratamento do resíduo do cultivo de milho (palha) utilizando fungos amazônicos, para aumento da eficiência hidrolítica. O resíduo in natura e após o pré-tratamento foi caracterizado quanto aos teores de celulose, hemicelulose e lignina, bem como avaliação de modificações estruturais após o pré-tratamento. Foi determinada a presença das enzimas celulases, hemicelulases (xilanases) e ligninases ( lacases, lignina peroxidases e manganês peroxidases) em cada pré-tratamento. A melhor atividade de celulases detectada foi a de Fpase com uma atividade de 6,6 U/mg após 5 dias de fermentação utilizando o co-cultivo de Aspergillus oryzase mais Trametes versicolor. Ja a melhor produção de xilanase apresentou uma atividade de 1,74 U/mg utilizando o mono cultivo de Penicillium citrinum e a melhor produção de ligninases foi a de Lacases com uma atividade de 29,4 U/mg utilizando o fungo Trametes versicolor em mono cultivo. Quanto ao teor de lignina, o cultivo que apresentou melhor remoção deste componente foi os mono cultivos de Trametes versicolor e Aspergillus oryzae, com remoção de 36 e 22%, respectivamente. Em contra partida o cultivo que apresentou melhor modificação na estrutura da parede celular da palha de milho foram os co-cultivos contendo Penicillium citrinum mais Trametes versicolor e o co-cultivo onde há a presença dos três fungos (Aspergillus oryzae, Penicillium citrinum e Trametes versicolor). De forma geral, o consórcio microbiano mostrou resultados promissores para agregar valor aos resíduos provenientes da agroindústria. O resíduo in natura e após o pré-tratamento biológico com os fungos A. oryzae, P. citrinum e T. versicolor em mono e co-cultivo foram avaliados quanto a eficiência hidrolítica, apresentando 7,3% de eficiência hidrolítica na biomassa in natura e 90% de eficiência hidrolítica após pré- tratamento com T. versicolor em monocultivo, demonstrando que o pré-tratamento biológico foi capaz converter os açúcares presente na palha de milho, sendo uma etapa fundamental para o processo de sacarificação da biomassa. |
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