Desenvolvimento de coquetéis enzimáticos a partir de diferentes fungos filamentosos e aplicação na hidrólise da biomassa lignocelulósica

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Pimentel, Pamella Suely Santa Rosa
• Outros Autores: http://lattes.cnpq.br/5881693456066045
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso embargado
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Amazonas; Instituto de Ciências Biológicas; Brasil; UFAM; Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia
• Palavras-chave em Português: Enzimas de fungos; Biomassa vegetal; Hidrólise; CIÊNCIAS BIOLÓGICAS; Produção enzimática; Otimização; Caracterização; Misturas enzimáticas
• Link de acesso: https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/7385

A utilização da biomassa tem emergido como uma das principais estratégias para geração de biocombustíveis renováveis. E as biorefinarias do segmento demandam coquetéis enzimáticos de eficiência aprimorada para geração açúcares fermentescíveis. Neste cenário, os fungos lignocelulolíticos possuem um enorme potencial para o desenvolvimento de plataformas enzimáticas eficientes. Nesse trabalho, duas amostras fúngicas LMI01 e LMI03 isoladas do ambiente na região amazônica foram identificadas como pertencentes aos gêneros Penicillium e Aspergillus. A formulação completa do meio de fermentação para produção de celulases e xilanases por estes isolados foi otimizada utilizando técnicas do planejamento experimental e superfície de resposta, onde se reduziu a quantidade de reagentes ao mesmo tempo em que se alcançou um aumento significativo na produção enzimática. O perfil eletroforético do extrato enzimático bruto do fungo Penicillium LMI01 apresenta proteínas com atividade celulolítica de massa molecular aproximada entre ~100kDa a 50kDa e de 35kDa, e o fungo Aspergillus LMI03 produz celulases de ~80 a 52kDa, 37kDa e ~29kDa. Os parâmetros cinéticos das atividades enzimáticas aparentes de Penicillium LMI01 possuem Km=17,95 g/L-1 Vmáx =39,84 g/L-1.min-1 (CMCásica), Km= 1,67 mMol/L-1 Vmáx = 0,485 mMol/L-1.min-1 (betaglucosidásica), Km= 12,54 g/L-1 Vmáx = 270,02 g/L-1.min-1 (xilanásica) e as atividades aparentes CMCásica, betaglucosidásica e xilanásica de Aspergillus LMI03 apresentam valores de Km: 64,50 g/L-1, 2,17 mMol/L-1, 18 g/L-1 e velocidades máximas de: 147,06 g/L-1.min-1, 0,95 mMol/L-1.min-1, 625 g/L-1.min-1, respectivamente. O coquetel enzimático otimizado para hidrólise da biomassa polpa de celulose (coquetel UFAM1) é composto por 43% de extrato enzimático de Aspergillus sp LMI03 e 57% de T. reesei QM9414, e o coquetel ótimo para hidrólise da casca de mandioca (coquetel UFAM 2) é formado por 50% de extrato enzimático de Aspergillus sp LMI03, 25% de P.citrinum e 25% de T. reesei. A relação entre carga de sólido e proteína para atuação do coquetel UFAM1 é de 52g/L de sólido e 30mg de proteína/g com eficiência hidrolítica de 93,2%. Para o coquetel UFAM2, a eficiência hidrolítica foi de 75,0% para relação otimizada de 78g/L de sólido e 19mg de proteína/g de sólido. Esses resultados indicam que os coquetéis formulados com os extratos enzimáticos proteicos de P.citrinum LMI01, Aspergillus sp LMI03 e T. reesei podem ser uma alternativa para hidrólise de biomassas vegetais e para outros processos que dependem de biocatálise.