Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / As pesquisas acerca de fontes alternativas de combustÃveis tem se concentrado principalmente na biomassa composta de celulose, hemicelulose e lignina. Os carboidratos estruturais contidos na matriz celulÃsica representam o substrato que pode ser utilizado para produÃÃo de biocombustÃveis por processos fermentativos. A opÃÃo pela hidrÃlise enzimÃtica de biomassa vegetal, utilizando celulases, pode gerar uma opÃÃo de menor impacto ambiental frente a outros processos de hidrÃlise. Estudos sobre novas fontes microbianas e, anÃlises mais acuradas das etapas que compÃem a produÃÃo de celulases sÃo essenciais como estratÃgias para diminuir os custos gerados pelo uso de celulases nos processos de obtenÃÃo de aÃÃcares fermentescÃveis. Portanto, este trabalho tem como objetivo a seleÃÃo de fungos filamentosos, produtores de enzimas do complexo celulolÃtico, assim como a investigaÃÃo dos parÃmetros que envolvem a produÃÃo de celulases atravÃs do processo de fermentaÃÃo submersa. Em uma etapa inicial foram selecionados os micro-organismos por metodologia em placas, onde se averiguou o potencial celulolÃtico atravÃs do Ãndice enzimÃtico em meio especÃfico. Foram selecionadas as linhagens que atingiram um diÃmetro de crescimento de colÃnia de 150 mm, em placas de Petri, em menor tempo de incubaÃÃo (48 horas). Da etapa de seleÃÃo inicial, foram escolhidos os micro-organismos com maior potencial enzimÃtico que foram entÃo submetidos aos testes em fermentaÃÃo submersa. O primeiro teste consistiu em selecionar os micro-organismos como melhores produtores de celulases totais (FPase) em erlenmeyer nÃo aletados contendo 100 mL de meio de cultura especÃfico. O teste subsequente analisou as trÃs melhores linhagens da etapa anterior, que foram entÃo submetidos à fermentaÃÃo submersa em frascos contendo aletas. A etapa seguinte teve o intuito de investigar a produÃÃo enzimÃtica em fermentaÃÃo com quatro tipos de aÃÃcares solÃveis: glicose, lactose, sacarose e xilose. A linhagem fÃngica selecionada nas etapas anteriores foi utilizada nos testes em biorreator, onde foram analisados trÃs diferentes estratÃgias de inoculaÃÃo. Dentre os fungos analisados na etapa inicial, destacaram-se as linhagens Fusarium sp. SAP 09, Lasiodiplodia theobromae CNPAT 040, Trichoderma sp. LCB 79, Trichoderma, sp. INPA 666, Trichoderma sp. INPA 1014 e Trichoderma sp. INPA 1218. Na etapa de seleÃÃo por fermentaÃÃo submersa em frascos nÃo aletados, a melhor atividade de FPase foi apresentada pela linhagem Trichoderma sp. INPA 666 (48,0 FPU/L) e CMCase pelo fungo Lasiodiplodia theobromae CNPAT 040 (350,0 U/L). Na comparaÃÃo com erlenmeyers aletados, houve uma maior produÃÃo tanto de FPase quanto de CMCase em frascos sem a presenÃa de aletas, apontando que as forÃas de cisalhamento aplicadas nas culturas fÃngicas possivelmente foram deletÃrias para a produÃÃo enzimÃtica. O uso de sacarose mostrou-se ser a melhor opÃÃo dentre os aÃÃcares solÃveis testados, apresentando os maiores valores de atividade de FPase (49,9 FPU/L) e CMCase (119,7 U/L). A melhor estratÃgia de inoculaÃÃo para o biorreator foi uma suspensÃo de esporos obtidos a partir de uma fermentaÃÃo semi-sÃlida de farelo de trigo, no tempo de 72 horas de fermentaÃÃo. / The research about alternative sources of fuels has been mainly focused on biomass composed of cellulose, hemicellulose and lignin. The structural carbohydrates contained in the cellulosic matrix represent the substrate that can be used for biofuel production by fermentative processes. The choice of the biomass enzymatic hydrolysis of plants using cellulases, can generate an option less environmental impact compared to other processes of hydrolysis. Studies about microbial new sources, and more accurate analysis of the steps that make up the production of cellulases are essential as a strategy to reduce the costs generated by the use of cellulases in the process of obtaining fermentable sugars. This study aims at the selection of filamentous fungi producers of cellulolytic enzymes, as well as investigating the parameters of cellulase production by submerged fermentation process. In the initial stage were selected micro-organisms by methodology in plates. Was investigated the potential cellulolytic enzyme through the index in a specific medium and were selected strains that reached a diameter of colony growth of 150 mm in Petri dishes in a shorter time of incubation (48 hours). Were selected micro-organisms with the greatest potential enzymatic tests that were then tested in submerged fermentation. The first test consisted in selecting the best microorganisms as producers of FPase in non-baffled flask containing 100 mL of culture medium specific. In the subsequent test were examined the three best strains from the previous step, which were then subjected to submerged fermentation in baffled flasks. The next step was designed to investigate the enzyme production in fermentation with four types of soluble sugars: glucose, lactose, sucrose and xylose. The fungal strain was selected in the previous steps used in the tests in a bioreactor, which analyzed three different strategies of inoculation. The strains Fusarium sp. SAP 09, Lasiodiplodia theobromae CNPAT 040, Trichoderma sp. LCB 79, Trichoderma sp. INPA 666, Trichoderma sp. INPA 1014 and Trichoderma sp. INPA 1218 were selected from the first stage. In the selection stage by submerged fermentation in non-baffled flasks, the best FPase activity was achieved by the strain Trichoderma sp. INPA 666 (48.0 FPU /L) and CMCase by the fungus Lasiodiplodia theobromae CNPAT 040 (350.0 U /L). In comparison with baffled flasks, there was a greater production both FPase and CMCase in Erlenmeyer without baffles, indicating that the shear forces applied to the fungal cultures were potentially harmful for enzyme production. The use of sucrose proved to be the best option among soluble sugars tested, with higher rates of FPase activity (49.9 FPU / L) and CMCase (119.7 U / L). The best strategy for the inoculation was a spore suspension obtained from a solid state fermentation of wheat bran, in the time of 72 hours of fermentation.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.teses.ufc.br:5244 |
| Date | 13 February 2012 |
| Creators | Genilton da Silva Faheina JÃnior |
| Contributors | Gustavo Adolfo Saavedra Pinto |
| Publisher | Universidade Federal do CearÃ, Programa de PÃs-GraduaÃÃo em Engenharia QuÃmica, UFC, BR |
| 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:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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