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Título: Estudo das condições de fermentação em estado sólido para produção de celulases utilizando biomassa de cacau
Título(s) alternativo(s): Study of solid state fermentation conditions for cellulase produciton using cocoa biomass
Autor(es): Ambrozim, Flaviane Mendonça
Orientador: Pinheiro, Iara Rebouças
Coorientador: Silva, Wellington Betencurte da
Data do documento: 25-Fev-2019
Editor: Universidade Federal do Espírito Santo
Resumo: As celulases são enzimas empregadas em diversos segmentos da indústria, e dentre suas aplicações destaca-se a produção de biocombustíveis a partir da hidrólise enzimática de materiais lignocelulósicos, oriundos de resíduos agroindustriais (cascas de cacau, café, coco, e outros). Contudo, o maior obstáculo para a expansão e comercialização dessa produção corresponde ao alto valor do custo de produção das celulases. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi estudar as condições de fermentação em estado sólido utilizando o fungo filamentoso Trichoderma harzianum para a produção de celulases aplicando biomassa de cacau como substrato. Cultivos em frascos erlenmeyer foram realizados para avaliar a influência do teor de umidade, na faixa entre 50 e 70%, e da proporção de casca de cacau (CC), na faixa entre 40 e 60%, aplicando um planejamento experimental 3 2 , tendo como variável de resposta a atividade enzimática FPase. A influência da aeração na produção das enzimas foi avaliada, em cultivos com farelo de trigo e bagaço de cana, a partir da medida da atividade enzimática FPase nos cultivos em colunas Raimbault com aeração forçada, comparando com cultivos estáticos sob mesmas condições. Obteve-se atividade enzimática FPase máxima de 1,85 U/gms com 60% de CC e 70% de umidade em 120 horas de cultivo em frascos, para os quais a umidade foi o fator que causou o maior efeito. Nas fermentações em colunas, a atividade FPase alcançou 5,40 U/gms contra 3,50 U/gms na fermentação estática, correspondendo a um aumento de 51,3%. Portanto, a CC se mostrou promissora como substrato para produção de celulases por FES e a aeração forçada possibilitou a obtenção de atividades enzimáticas maiores, confirmando assim sua forte influência em processos de FES.
The cellulases are enzymes used in several segments of the industry, and among its applications the production of biofuels using the enzymatic hydrolysis of lignocellulosic materials, from agroindustrial residues (cocoa, coffee, orange, and others peels) is noteworthy. However, the major obstacle to the expansion and commercialization of this production corresponds to the high cost of cellulases production. In this context, the aim of this work was to study the solid state fermentation conditions using the filamentous fungus Trichoderma harzianum for cellulases production and applying cocoa biomass as substrate. Cultures in erlenmeyer flasks were carried out to evaluate the influence of moisture content, in the range of 50 to 70%, and of the proportion of cocoa peel (CP), in the range of 40 to 60%, applying an experimental design 32 , being the enzymatic activity response variable. The influence of aeration, using wheat bran and sugarcane bagasse, on enzyme production was evaluated by measuring the FPase enzymatic activity in Raimbault columns with forced aeration, comparing with static cultures under the same conditions. A maximum FPase enzyme activity of 1.85 U/gds was obtained with 60% CP and 70% of moisture in 120 hours of culture in flasks, for which moisture was the factor that caused the greatest effect. In the column fermentations, FPase activity reached 5.40 U/gds against 3.50 U/gds in the static fermentation, corresponding to an increase of 51.3%. Therefore, CC proved to be promising as a substrate for FES cellulase production and forced aeration made it possible to obtain larger enzymatic activities, thus confirming its strong influence on FES processes.
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/11087
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