Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The gibberellic acid (GA3) is a natural hormone found in some plants, this hormone
has been used in agricultural formulations, as growth regulator, highly relevance both
economic and industrial. Currently, its industrial scale production is achieved by
Submerged Fermentation (SF) using the fungus Gibberella fujikuroi. The main
problem in the industrial process is related to the low yield of GA3, causing the
purification process presents high costs. An alternative to this process is the Solid-
State Fermentation (SSF) that allows to obtain higher concentrations of this product.
The greatest advantage of the SSF front SF is related to increased production of
GA3 using low cost substrates such as waste and by-products of agroindustry. Given
the fact that Brazil is highlighted as one of the most prosperous countries in terms of
agricultural production, and the Rio Grande do Sul accounts for about 30-40% of rice
and barley production in the country, this research evaluated the use of Raw Rice
Bran (RRB) and Wet Brewery Waste (WBW), rice processing and brewing industry
residues, as substrates for GA3 production by the fungus Gibberella fujikuroi. Two
experimental designs, a linear type 2n and CCRD, both for two variables were
performed. The first design evaluated, on three levels, evaluated the effect of
moisture content in the range of 50 to 70%, and the composition of the medium, with
RRB content ranging from 30 to 70% of the total substrate mass (RRB and WBW
mass). In turn, the second planning in 5 levels, evaluated the effect of the addition of
glucose, the carbon source over the range 0 to 80 g/L, and ammonium nitrate
(NH4NO3), the nitrogen source, in the range 0 - 5 g/L, by making use of the best
conditions of the first planning. It was found that, for seven days of fermentation, the
greater yield for the first research proposed, was at the test carried out with medium
composition of 30% RRB and 70% WBW and moisture content equals 70%. At the
second design It was observed that the highest concentration of NH4NO3 favored the
formation of GA3 by the fungus, towards intermediate value to the glucose content.
Finally, investigation of the kinetic behavior showed an increase in production of
GA3, with the peak on the seventh day with maximal production of 10,10 g/kg of
substrate, and subsequent tendency for stabilization. / O ácido giberélico (GA3) é um hormônio natural presente em algumas plantas,
sendo empregado em formulações agrícolas como regulador de crescimento,
apresentando grande importância econômica e industrial. Atualmente, sua produção
em escala industrial é realizada por fermentação submersa (FSub) empregando o
fungo Gibberella fujikuroi. O maior problema no processo submerso está relacionado
aos baixos rendimentos de GA3, fazendo com que o processo de purificação
apresente elevados custos. Uma alternativa a este processo é a fermentação em
estado sólido (FES) que permite a obtenção deste produto em concentrações
maiores. A maior vantagem da FES frente à FSub está relacionada à maior
produção de GA3 empregando substratos de baixo custo, como por exemplo,
resíduos e subprodutos da agroindústria. Dado o fato de que o Brasil é destacado
como um dos mais prósperos países em termos da produção agrícola, e que o Rio
Grande do Sul é responsável por cerca de 30 a 40% da produção de arroz e cevada,
no país, avaliou-se a utilização de Farelo de Arroz Bruto (FAB) e Resíduo de
Cervejaria Úmido (RCU), resíduos do processamento de arroz e da indústria
cervejeira, como substratos para a produção de GA3 pelo fungo Gibberella
fujikuroi. Foram realizados dois planejamentos experimentais, linear do tipo 2n e
DCCR, ambos para duas variáveis. O primeiro planejamento, em três níveis, avaliou
o efeito da umidade, na faixa de 50 a 70%, e a composição do meio, com o teor de
FAB variando entre 30 e 70% do total de massa do substrato (massa de FAB e de
RCU). Por sua vez, o segundo planejamento, em 5 níveis, avaliou o efeito da adição
de glicose, fonte de carbono na faixa de 0 a 80 g/L, e do Nitrato de Amônio
(NH4NO3), fonte de nitrogênio, na faixa entre 0 a 5 g/L, na produtividade de GA3,
fazendo uso das melhores condições do primeiro planejamento. Foi verificado que,
para sete dias de fermentação, o maior rendimento obtido, para a primeira
investigação proposta, foi no ensaio realizado com composição do meio 30% FAB e
70% RCU e umidade do meio de 70%. No segundo planejamento constatou-se que
a maior concentração de NH4NO3 favoreceu a formação de GA3 pelo fungo, para um
valor intermediário do teor de glicose. Por fim, a investigação da cinética demonstrou
um comportamento de crescimento na produção de GA3, com o pico no sétimo dia,
com produção máxima de 10,10 g/Kg de substrato, e posterior tendência à
estabilização.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsm.br:1/7991 |
| Date | 27 March 2015 |
| Creators | Pinheiro, Upiragibe Vinícius |
| Contributors | Jahn, Sérgio Luiz, Kuhn, Raquel Cristine, Collazzo, Gabriela Carvalho |
| Publisher | Universidade Federal de Santa Maria, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Processos, UFSM, BR, Engenharia de Processos |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSM, instname:Universidade Federal de Santa Maria, instacron:UFSM |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 300800000005, 400, 300, 300, 300, 300, bde015d5-5b86-4fa0-a49b-46d96b916908, 8a013ad2-0d17-49fa-9e05-e0cc0777663b, 6f7d6262-4fdf-49b9-85f4-c7e3668635ae, 9d9e4575-bd2b-41d2-832d-dcadd54ba0c2 |
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