Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/18163
metadata.dc.type: Dissertação
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Title: Produção simultânea de hemi(celulases) e açúcares redutores por Pleurotus ostreatus utilizando resíduos de Alstroemeria sp.
metadata.dc.creator: Zamora Zamora, Hernán Darío
metadata.dc.contributor.advisor1: Pasquini, Daniel
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Baffi, Milla Alves
metadata.dc.contributor.referee1: Badotti, Fernanda
metadata.dc.contributor.referee2: Santos, Líbia Diniz
metadata.dc.contributor.referee3: Pasquini, Daniel
metadata.dc.description.resumo: Este trabalho é o primeiro no Brasil em avaliar a produção simultânea de enzimas hemi(celulolíticas) e açúcares redutores totais (ART) a partir de caules e folhas de Alstroemeria sp. por meio do crescimento do fungo Pleurotus ostreatus PLO6 através de fermentação em estado sólido (FES). A pesquisa é pioneira em caracterizar resíduos da floricultura brasileira e serem aproveitados, desde o ponto de vista químico, para a obtenção de ART considerando sua posterior conversão em bioetanol de segunda geração. A composição química que apresentaram ditos resíduos foi: umidade 10,1 %, cinza 7,5%, celulose 36,1%, hemiceluloses 14,7% e lignina 15,2%. A análise elementar mostrou que o conteúdo de carbono foi de 42,8%, nitrogênio 1,1%, hidrogênio 5,4%, enxofre 1,3 % e oxigênio 42,0%. Além disso, as concentrações de alguns metais foram: cobre 20,0 mg/kg, ferro 256,8 mg/kg, zinco 133,4 mg/kg, chumbo 0,0 mg/kg e manganês 105,2 mg/kg. A primeira etapa da pesquisa (nomeada preliminar) verificou que é possível a produção paralela de enzimas hemi(celulolíticas) e ART usando um planejamento experimental univariado, onde as variáveis de resposta (ou variáveis dependentes) foram as atividades enzimáticas e a concentração de ART, e o fator (ou variável independente) selecionado foi o tempo, na faixa de 0 até 14 dias fazendo quantificações em intervalos de 24 horas em duplicata. Nesta etapa, o fungo foi capaz de produzir as enzimas exoglicanase, endoxilanase, -xilosidase, endoglicanase e -glicosidase; cujas máximas atividades foram 10,3 U/g no dia 4 da FES, 74,5 U/g (dia 5), 26,3 U/g (dia 6) 20,5 U/g ( dia 9) e 94,9 U/g (dia 11), respectivamente, e encontrou-se que a concentração mais alta de ART foi de 3,3 g/L alcançada no dia 12 de fermentação. Depois de conferir a produção simultânea de enzimas e ART, uma segunda etapa foi desenvolvida (denominada triagem), na qual, avaliou-se os efeitos dos fatores temperatura (T, oC), concentração de substrato (CS, %) e tempo (t, dias) sobre a síntese de enzimas hemi(celulolíticas) e a produção de ART. Para esta fase, foi realizado um planejamento fatorial completo 23 em triplicata, onde, os níveis de avaliação dos fatores foram 24 e 32 oC, 20 e 30 % de CS e 8 e 15 dias, e as variaveis de resposta foram as mesmas do estudo preliminar. Nesta parte, sob um nível de significância de 5%, o efeito de primeira ordem mais significativo na produção de enzimas (exceto para -xilosidase) e ART foi a temperatura; as atividades celulolíticas e os ART foram maximizados quando a temperatura da FES foi mantida em 24 oC e as atividades hemicelulolíticas, tiveram uma forte influência positiva quando a temperatura foi de 32 oC. A última etapa desenvolvida neste estudo, foi a otimização de produção de ART, realizada com base em um planejamento composto central (PCC), suportado na significância dos fatores avaliada na triagem. Aqui, a produção máxima de ART predita pelo modelo matemático foi de 4,35 g/L sob as condições de 24,22 oC, 20,75% de CS e 8,94 dias de fermentação; configuração que esteve muito próxima do ponto central selecionado (4,36 g/L a 24 oC, 20 % de CS e 9 dias de fermentação) e da máxima concentração de ART obtida na triagem (4,45 g/L nas mesmas condições do ponto central). A composição lignocelulósica dos resíduos florais utilizados, está dentro da faixa dos teores de lignina, celulose e hemiceluloses para serem considerados como uma biomassa alternativa para a produção de bioetanol de segunda geração. Segundo os teores de carbono, nitrogênio, cobre e manganês, os resíduos de alstroeméria foram um substrato adequado para o correto crescimento e desenvolvimento das atividades do P. ostreatus PLO6 na síntese de enzimas para degradação de matérias-primas lignocelulósicas (LC). O sistema avaliado exibiu que a síntese de hemicelulases é potencializada a 32 oC, enquanto que a produção de celulases e ART favorece-se a 24 oC.
Abstract: This study is the firts in Brazil to assess a simultaneous production of hemi(cellulolytic) enzymes and reducing sugars (RS) from Alstroemeria sp. stems and leaves by the fungus growth Pleurotus ostreatus PLO6 using solid state fermentation (SSF). The researching is pioneer to characterize brazilian flower waste and, from chemical view point, to taking advatange this biomass to obtain ART, regarding its subsequent conversion into second generation bioethanol. The chemical composition of this kind of waste was: moisture 10,1%, ash 7,5%, cellulose 36,1%, hemicelluloses 14,7% e lignin 15,2%. The elemental analysis was: carbon 42,8%, nitrogen 1,1%, hydrogen 5,4% and sulfur 1,3%. Besides, the metal concentrations were: cupper 20,0 mg/kg, iron 256,8 mg/kg, zinc 133,4 mg/kg, lead 0,0 mg/kg e manganese 105,22 mg/kg. The researching first stage (called preliminary) verified the simultaneous production of hemi(cellulolytic) enzimes and RS designing univariate experiments, where the response variables were (hemi)cellulolytic enzymatic activities and RS concentration, and the factor chosen was time between 0 and 14 days; performing quantification in duplicate each 24 hours. At this stage, the basidiomycete was able to produce endoglucanase, exoglucanase, -glucosidase, endoxylanase and -xylosidase enzymes, with maximum activities of 10,3 U/g (day 4), 74,5 U/g (day 5), 26,3 U/g (day 6), 20,5 U/g (day 9) and 94,9 U/g (day 11), respectively and the RS highest concetration got was 3,3 g/L at 12th day of fermentation. After to check the simultaneous production of enzymes and RS, a second stage was performed (called screening), which assesed effects of temperature (T, oC), substrate concentration (SC) and time (t, days) on enzimatic synthesis and RS. This phase, was developed with a statistical factorial design 23 in triplicate, where, the factor nivels were 24 and 32 oC, 20 and 30 % de SC, and 8 and 15 days, and the response variables were the same used at preliminary phase. In this part, with a significance level of 0,05, the effect more significant on enzymes (except to -xylosidase) and RS production was temperature; cellulolytic activities and RS were maximized during 24 oC, while hemicellulolytic enzymes were maximized at 32 oC. The last stage developed was RS optimization, it was performed based on central composite design (CCP), established acording to significance results obtained at screening phase. There, the highest production of RS predicted by the mathematical model was 4,35 g/L at 24,22 oC, 20,75% of SC and 8,94 days of fermentation; conditions very close to center point chosen (4,36 g/L at 24 oC, 20% of SC and 9 days of SSF) and the highest RS concentration achieved at screening stage (4,45 g/L with the same conditions of center point). The chemical composition of flower waste is inside the rank of cellulose, hemicelluloses and lignine, considered like alternative biomass to produce second generation bioethanol. According to content of carbon, nitrogen, cupper and manganese, Alstroemeria sp. waste were a suitable substrate that let good growth and developing of P. ostreatus PLO6 activities to synthesize enzymes that degrade lignocellulosic (LC) raw matrial. Also, results showed that hemicellulases synthesis was maximized at 32 oC, while cellulases and RS production was more favorable at 24 oC.
Keywords: Biocombustíveis
Resíduos vegetais
Celulases
Hemicelulases
Resíduos de flores
Cellulases
Flower waste
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::GEOCIENCIAS
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-graduação em Biocombustíveis
Citation: ZAMORA ZAMORA, Hernán Darío. Produção simultânea de hemi(celulases) e açúcares redutores por Pleurotus ostreatus utilizando resíduos de Alstroemeria sp. 2017. 94 f. Dissertação (Mestrado em Biocombustíveis) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2017.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/18163
Issue Date: 7-Feb-2017
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Biocombustíveis

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
ProducaoSimultaneaHemicelulases.pdfDissertação12.81 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.