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Título: Utilização do bagaço da cana-de-açúcar, água de maceração de milho e farinha da casca de maracujá para a produção de celulases pelo termofílico Bacillus sp. SMIA-2
Título(s) alternativo(s): Utilization of sugarcane bagasse, corn steep liquor and passion fruit peel flour for producing cellulases by thermophilic Bacillus sp. SMIA-2
Autor(es): Fernandes, Raquel Nunes
Orientador: Carvalho, Raquel Vieira de
Coorientador: Martins, Meire Lelis Leal
Carneiro, Joel Camilo de Souza
Data do documento: 29-Fev-2016
Editor: Universidade Federal do Espírito Santo
Resumo: A utilização de resíduos agroindustriais, como fontes de carbono para a obtenção de enzimas, tem garantido boa produção enzimática e redução dos custos do processo. Neste contexto, o presente trabalho teve o objetivo de avaliar o crescimento do termofílico Bacillus sp. SMIA-2 e melhorar a secreção de celulases, em cultivos submersos contendo substratos alternativos e baratos como o bagaço de cana-de-açúcar, a água de maceração de milho e a farinha da casca de maracujá. Ao estudar os diferentes tipos de bagaço de cana foi observado que os melhores níveis de atividade específica de avicelase e FPase foram obtidos quando se utilizou o bagaço tratado com hidróxido de potássio. A condição ótima de cultivo, determinada usando a técnica do planejamento composto central (23), foi 0,625% (m/V) de bagaço, 0,625% (m/V) de água de maceração de milho e os tempos de incubação de 120 horas para CMCase e de 168 horas para avicelase. A adição de novas fontes de carbono ao meio demonstrou que o microrganismo foi capaz de utilizar satisfatoriamente cada uma delas, porém as atividades das enzimas celulolíticas variaram em função das fontes testadas. Foi observada uma inibição da síntese enzimática no meio contendo celobiose. No entanto, um grande aumento da secreção das celulases ocorreu quando se utilizou a farinha da casca de maracujá, bagaço e água de maceração de milho, obtendo-se valores de atividades específicas de 3,931 U.mg ptn-1 para a avicelase, 1,032 U.mg ptn-1 para a CMCase e 4,084 U.mg ptn-1 para a FPase. Níveis semelhantes foram obtidos nos meios que continham a pectina de maçã. A máxima produção das enzimas foi observada no intervalo de 168 horas, quando a cultura se encontrava na fase estacionária. O estudo do efeito das concentrações de farinha da casca de maracujá indicou que a adição de 0,5% (m/V) e 0,75% (m/V) deste substrato ao meio proporcionou igualmente uma melhor produção das celulases. Como uma visão geral deste estudo, foi possível aumentar a produção das celulases pela otimização do meio de cultivo.
The use of agroindustrial residues as carbon sources for obtaining enzymes, has ensured good enzyme production and reduction of process costs. In this context, this study has as goal evaluated the growth of the thermophilic Bacillus sp. SMIA-2 and enhance the secretion of cellulase in submerged crops containing alternative and cheap substrates such as sugarcane bagasse, corn steep liquor and passion fruit peel flour. By studying the different types of bagasse it was observed that the best specific activity levels of avicelase and FPase were obtained when using the residue that treated with potassium hydroxide. The optimal cultivation condition, determined using the technique of the central composite design (23 ), was 0.625% (w/V) sugarcane bagasse, 0.625% (w/V) of corn steep liquor and 120 hours incubation time for CMCase and 168 hours for avicelase. The addition of new carbon sources of the medium showed that the microorganism was able to satisfactorily use each one of them, but the activities of cellulolytic enzymes has varied depending on the sources tested. An inhibition of enzymatic synthesis in medium containing cellobiose was observed. However, a large increase in the secretion of the cellulase was obtained with the flour of passion fruit peel, sugarcane bagasse and corn steep liquor, showed specific activity values of 3.931 U.mg protein-1 for avicelase, 1.032 U.mg protein-1 for CMCase and 4.084 U.mg protein-1 for FPase. Similar levels were measured in media containing apple pectin. The maximum production of the enzymes was observed in the range 168 hours, when the culture was in stationary phase. The study of the effect of flour concentrations of passion fruit peel indicated that addition of 0.5 % (w/V) and 0.75 % (w/V) of this substrate in the middle equally provided better production of cellulases. As an overview of this study, it was possible to increase the production of cellulases by optimizing the culture medium.
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/4939
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