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Previous issue date: 2016-02-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The production of xylanolitic enzymes have been widely explored in the past few years by several species of filamentous fungi. The objective of this study was to evaluate the production of xylanases by Penicillium brefeldianum an isolated filamentous fungus of Parana Atlantic Forest using brewers spent grain and evaluate its potential in the agro-waste saccharification. The enzyme extract was obtained from liquid culture using 1% (w / v) brewers spent grain in modified under stationary conditions at 28 ° for 9 days. The fungus had large capacity in the production of xylanase (830 U mL-1), pectinase (295 U mL-1), β-xylosidase (3,46 U mL-1), FPase (0,60 U mL-1), avicelase (13, 71 U ml-1), cellulase (1.89 U mL-1) and β -glycosidase (29,45 U mL-1). The optimum pH of 4.5 was found for xylanase and stability in 98% range of 2.5 to 8.0 for 96 hours. The optimum temperature was 55 °C with a half life of 90 minutes. The zymogram of the crude extract of P. brefeldianum exhibited three bands of xylanase activity with molecular masses of 60 and 97kDa. P. brefeldianum crude enzymatic extract was used for saccharification of various waste (sugarcane bagasse, brewers spent grain, rice straw, corn stover, wheat straw, sorghum biomass and sorghum low-lignin) untreated and previously treated with NaOH 30°C for 12h (NaOH30) and at 121°C for 30 minutes (NaOH121). The best results were obtained with waste treated under high pressure and temperature (121°C). Among waste, wheat straw showed higher amount of total sugar (63%) released after the enzymatic hydrolysis, followed brewers spent grain (60%), corn straw (58%), sorghum biomass (54%) and sorghum low-lignin (35%). The pentose released after saccharification showed that sorghum low-lignin treated at high temperature and pressure was the best substrate releasing 7,35 times more pentose compared to sorghum low-lignin untreated, followed by straw rice (5,52x) and sorghum biomass (4,39x). Thus, the filamentous fungus P. brefeldianum isolated from the West of Paraná Atlantic Forest was able to use the brewers spent grain as inductor of various degrading enzymes the cell wall, and furthermore, showed potential for saccharification of lignocellulosic biomass from agro-waste. / A produção de enzimas xilanolíticas tem sido amplamente explorada nos últimos anos por diversas espécies de fungos filamentosos. O objetivo deste trabalho foi avaliar a produção de xilanases por Penicillium brefeldianum, um fungo filamentoso isolado da Mata Atlântica do Paraná, utilizando bagaço de cervejaria para avaliar seu potencial na sacarificação de resíduos agroindustriais. O extrato enzimático foi obtido a partir de cultivo líquido contendo 1% de bagaço de cervejaria (p/v) e cultivado em condições estacionárias a 28° por 9 dias. O fungo apresentou versatilidade em produzir diversas enzimas tais como: xilanase (830 U mL-1), pectinase (295 U mL-1), β -glicosidase (29,45 U mL-1), avicelase (13,71 U mL-1) β-xilosidase (3,46 U mL-1), celulase (1,89 U mL-1) e Fpase (0,60 U mL-1). A xilanase produzida por esse fungo apresentou pH ótimo de atividade enzimática de 4,5 e estabilidade de 98% na faixa de pH 2,5 a 8,0 por até 96 horas. A temperatura ótima de atividade da xilanase foi 55°C com meia vida de 90 minutos. No processo de sacarificação enzimática de resíduos (bagaço de cana, bagaço de cervejaria, palha de arroz, palha de milho, palha de trigo, sorgo biomassa) com extrato bruto de P. brefeldianum foi obtido que o bagaço de cervejaria apresentou melhor resultado sem qualquer tipo de pré-tratamento, exibindo 35% de sacarificação. Porém, o pré-tratamento dos resíduos com NaOH 1% a 30°C por 12 horas ou a 121°C e pressão de 1 atm por 30 minutos resultaram em melhores rendimentos de açúcares redutores totais. E dentre os resíduos sacarificados, o bagaço de cervejaria (60%) liberou maior quantidade de açucares totais, seguido de palha de trigo (58,73%), palha de milho (58%) sorgo biomassa (54%) e sorgo com baixa lignina (35%). Entretanto, as pentoses produzidas após sacarificação mostraram que o tratado com NaOH (121ºC e pressão de 1 atm) apresentou 7,35 vezes mais pentoses quando comparado ao in natura, seguido de casca de arroz (5,52 vezes) e sorgo biomassa (4,39 vezes). Dessa forma, o fungo filamentoso P. brefeldianum isolado da Mata Atlântica do Oeste do Paraná foi capaz de utilizar o bagaço de cervejaria como indutor de hemicelulases, celulases e pectinases, além disso, exibiu potencial de sacarificação de resíduos agroindustriais para produção de açucares redutores.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.unioeste.br:tede/713 |
| Date | 26 February 2016 |
| Creators | Moraes, Sandra Schmidt de |
| Contributors | Kadowaki, Marina Kimiko, Ernandes, Samara, Corrêa, Juliana Moço |
| Publisher | Universidade Estadual do Oeste do Parana, Programa de Pós-Graduação Stricto Sensu em Conservação e Manejo de Recursos Naturais, UNIOESTE, BR, Conservação e Manejo de Recursos Naturais |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UNIOESTE, instname:Universidade Estadual do Oeste do Paraná, instacron:UNIOESTE |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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