Publicação: Produção de celulases e hemicelulases por Aspergillus fumigatus e A. niger utilizando sorgo biomassa como principal fonte de carbono
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CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
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Resumo
A produção de celulases e hemicelulases microbianas tem sido alvo de intensas
pesquisas devido a sua ampla utilização nos setores industriais e energético, como por
exemplo, na produção de etanol de segunda geração a partir de resíduos agroindustriais.
Neste trabalho, a produção dessas enzimas foi realizada por Fermentação em Estado Sólido
(FES), utilizando linhagens fúngicas de Aspergillus (A. fumigatus SCBM6 e A. niger
SCBM1), em meio de cultivo contendo sorgo biomassa (SB) e farelo de trigo (FT), como
fontes de carbono, e diferentes fontes de nitrogênio (peptona, extrato de levedura, sulfato de
amônia e ureia). Diferentes condições de FES foram avaliadas com o objetivo de se escolher
a melhor associação entre fontes de carbono e nitrogênio para estimular a indução da
produção de enzimas hemi- e celulolíticas. A produção de cinco enzimas fundamentais para o
processo de sacarificação da biomassa lignocelulósica foi avaliada, a saber: β-glicosidase, β-
xilosidase, xilanase, avicelase (exoglucanase) e carboximetilcelulase (endoclucanase). A FES
realizada com SB associado à peptona e utilizando A. niger SCBM1 como inóculo foi
escolhida como a melhor condição para a indução da produção da maioria das enzimas
citadas, na qual se obteve máxima produção de xinalase e avicelase (exoglucanase) em 72
horas de fermentação (300,07 e 30,64 U/g, respectivamente), β-glicosidase e
carboximetilcelulase (endoglucanase) em 120 horas (54,90 e 41,47 U/g, respectivamente) e
β-xilosidase em 144 horas (64,88 U/g). A caracterização química indicou a predominância de
celulose (39,84 %) em SB, o que pode estar associada à produção mais significativa de
celulases. O presente trabalho representa o primeiro estudo em que o sorgo biomassa é
utilizado como fonte de carbono na produção de celulases e hemicelulases por FES,
apresentando-o como uma nova e promissora fonte de biomassa para diversas aplicações
biotecnológicas, como por exemplo, na produção de etanol de segunda geração.
Abstract
The production of microbial cellulases and hemicellulases has been the subject of
intense researches due to its wide use in the industrial and energetic sectors, for example, in
the second generation ethanol production from agroindustrial wastes. In this work, the
production of these enzymes was performed by Solid State Fermentation (SSF), using fungal
strains of Aspergillus (A. fumigatus SCBM6 and A. niger SCBM1), in culture medium
containing biomass sorghum (BS) and wheat bran (WB), as carbon sources and different
nitrogen sources (peptone, yeast extract, ammonium sulfate and urea). Different SSF
conditions were evaluated in order to select the best association between carbon and nitrogen
sources for the induction of the production of hemi and cellulolytic enzymes. The production
of five essential enzymes for the saccharification process of lignocellulosic biomass was
evaluated (β-glucosidase, β-xylosidase, xylanase, exoglucanase and endoclucanase). The SSF
performed with BS associated to peptone and A. niger SCBM1 as inoculum was selected as
the best condition for the induction of the most of the enzymes mentioned, in which
maximum production of xynalase and avicellase (exoglucanase) was obtained in 72 hours of
(300.07 and 30.64 U/g, respectively), β-glucosidase and carboxymethylcellulose
(endoglucanase) in 120 hours (54.90 and 41.47 U/g, respectively) and β-xylosidase in 144
hours (64.88 U/g). The chemical characterization of BS indicated the predominance of
cellulose (39.84%) in BS, which may be associated to the most significant production of
cellulases. The present work represents the first study in which sorghum biomass is used as a
carbon source in the production of cellulases and hemicellulases by SSF, presenting it as a
new and promising source of biomass for several biotechnological applications, such as the
production of second generation ethanol.
Palavras-chave
Biocombustíveis, Sorgo, Biomassa vegetal, Hemicelulose, Aspergillus niger, Sorgo biomassa, Celulases, Hemicelulases, fermentação em estado sólido, Aspergillus, Biomass sorghum, Hemicellulases, Solid state fermentation
Citação
DIAS, Lídia Manfrin. Produção de celulases e hemicelulases por Aspergillus fumigatus e
A. niger utilizando sorgo biomassa como principal fonte de carbono. 2017. 87 f. Dissertação (Mestrado em Biocombustíveis) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2017. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2017.427