Três resíduos vegetais da agroindústria do dendê foram usados como substrato para
o cultivo de distintas linhagens de fungos da podridão-branca (basidiomicetos). Foram
avaliados o crescimento e produção de enzimas lignocelulolíticas por fermentação em
estado sólido e submerso. Os extratos enzimáticos obtidos das fermentações foram
utilizados no processo de hidrólise enzimática de bagaço de cana-de-açúcar e cacho
vazio do dendê previamente pré-tratados. Um total de 54 linhagens de macrofungos
foram cultivadas em três formulações de biomassa de dendê em placas Petri, onde
foram escolhidas 5 linhagens com crescimento mais rápido e denso. Estas cinco
linhagens de macrofungos foram cultivadas em fermentação em estado sólido e
avaliados pelas atividades enzimáticas dos extratos obtidos. Nestes extratos, houve
predominância das atividades de lacase, peroxidase, manganês peroxidase e
protease. Das cinco linhagens foram selecionadas três linhagens com predominância
nas atividades oxidativas nos cultivos em fermentação em estado sólido, para serem
avaliadas em fermentação submersa (monocultivos) usando meio sintético
suplementado com biomassa vegetal do dendê. As atividades enzimáticas das três
espécies de basidiomicetos foram comparadas com cinco linhagens fúngicas usadas
frequentemente na literatura. Houve diferenças significativas em função das
atividades oxidativas (lacase e peroxidases) e hidrolíticas (FPase e β-glicosidases)
entre as linhagens testadas. Estas diferenças foram usadas para estabelecer
subgrupos, os quais foram avaliados através da interação em placa e cocultivos em
fermentação submersa. As atividades enzimáticas dos extratos obtidos de
monocultivos e cocultivos apresentaram diferenças com interações
predominantemente positivas entre os três basidiomicetos e T. reesei ATCC® 60787.
Os monocultivos e cocultivos foram comparados em função da liberação de glicose
após da hidrólise enzimática de bagaço de cana-de-açúcar pré-tratado por autohidrólise.
As hidrólises enzimáticas aplicando os extratos dos cocultivos obtiveram
rendimento 44,7% superior quando comparadas com os monocultivos. Foi feita uma
análise de misturas simplex lattice, usando como componentes os extratos dos
monocultivos para a obtenção de um coquetel enzimático a fim de otimizar a liberação
de glicose do bagaço de cana pré-tratado. Os resultados demostraram que os extratos
com maiores atividades hidrolíticas estão correlacionadas com a maior liberação de
glicose, e que os extratos com enzimas oxidativas podem melhorar o rendimento, tendo assim uma mistura ou coquetel caracterizado com enzimas hidrolíticas e
oxidativas com potencial para obtenção de açúcares. Finalmente, este coquetel foi
utilizado na hidrólise de cacho vazio de dendê pré-tratado fisicamente, biologicamente
e biológica-físicamente (combinado) obtendo um rendimento máximo de 11,8 g.L-1 de
glicose a partir de biomassa vegetal de dendê quando pré-tratada biológicafisicamente,
o que correspondeu entre 40 - 60% do rendimento do rendimento obtido
quando empregadas as enzimas comerciais Cellic® Ctec3 e Cellic® Ctec2. / Three vegetable residues from the palm oil industry were used as substrate for
cultivation of different white rot fungi strains (basidiomycetes). The growth and
production of lignocellulolytic enzymes were evaluated by solid and submerged
fermentation. The enzymatic extracts obtained from fermentations were used in
enzymatic hydrolysis process of pretreated sugarcane bagasse and oil palm empty
bunch. Fifty-four macrofungal strains were cultivated in three formulations of oil palm
biomass on Petri dishes, where 5 strains with faster and dense growth were chosen.
These five macrofungal strains were cultivated in solid state fermentation and
evaluated by the enzymatic activities of the extracts obtained. In these extracts,
activities of laccase, peroxidase, manganese peroxidase and protease were found to
be predominant. Three of the five strains were selected with predominance in oxidative
activities on solid state fermentation cultures to be evaluated in submerged
fermentation (monocultures) using synthetic medium supplemented with oil palm
biomass. The enzymatic activities of the three basidiomycetes srtains were compared
with five fungal strains frequently used in the literature. There were significant
differences in function of the oxidative activities (laccase and peroxidases) and
hydrolytic activities (PFase and β-glucosidases) among the tested strains. These
differences were used to establish subgroups which were evaluated through the
interaction in plates and cocultures in submerged fermentation. The enzymatic
activities of the extracts obtained from monocultures and cocultures presented
differences, with predominantly positive interactions between the three basidiomycetes
and T. reesei ATCC® 60787. Monocultures and cocultures were compared as a
function of the glucose release after the enzymatic hydrolysis of sugarcane bagasse
pretreated by autohydrolysis. The enzymatic hydrolysis of the coculture extracts
obtained higher percentages (maximum value 44.7%) when compared to
monocultures. An analysis of simplex lattice mixtures was made using the monoculture
extracts as components to obtain an enzymatic cocktail in order to optimize the glucose
release of the pretreated sugarcane bagasse. The results showed that extracts with
higher hydrolytic activities are correlated with the higher glucose release and extracts
with oxidative enzymes can improve the sugar yield, thus having a mixture or cocktail
characterized by hydrolytic and oxidative enzymes with the potential to obtain sugars. Finally, this cocktail was used in the hydrolysis of untreated, physically, biologically and
biologically-physically (combined) pretreated oil palm empty bunch, obtaining a
maximum yield of 11.8 gL-1 of glucose in the biomass of palm oil when pretreated
biological-physically, which corresponded between 40-60% of the yield of the
commercial enzymes Cellic® Ctec3 and Cellic® Ctec2.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.uft.edu.br:11612/501 |
| Date | 31 May 2017 |
| Creators | Peláez, Rubén Darío Romero |
| Contributors | Siqueira, Félix Gonçalves de, Mendonça, Simone |
| Publisher | Universidade Federal do Tocantins, Gurupi, Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia - PPGB, BR |
| 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:Repositório Institucional da UFT, instname:Universidade Federal do Tocantins, instacron:UFT |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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