Desenvolvimento de bioprocessos para produção e aplicação de enzimas, extração de amido e produção de leveduras fibrolíticas a partir de resíduos agroindustriais

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Souza, Joyce Faria de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Resíduos agroindustriais; Enzimas fibrolíticas; Leveduras probióticas; Trichoderma reesei QM 9114; Fibrolytic enzymes; Probiotic yeasts; Agro-industrial residues
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/192980

O estudo da utilização de resíduos agroindustriais para desenvolvimento e otimização de bioprocessos econômicos tem sido intensificado nos últimos anos. Neste trabalho foi realizada uma revisão que buscou sintetizar informações atuais sobre as condições nutricionais de cultivo que influenciam na síntese de enzimas celulolíticas e xilanolíticas produzidas por microrganismos, com destaque para os resíduos agroindustriais e alguns exemplos de linhagens probióticas e seu potencial na nutrição e saúde animal. Estudou- se também o desenvolvimento de um processo integrado de técnicas que envolveram desde a biossíntese de enzimas fíbrolíticas (celulases e xilanases), a partir de cultivo fúngicos em meios formulados com resíduos, até a aplicação de métodos físicos, bioquímicos e microbiológicos no bagaço de mandioca, a fim de se obter maior rendimento de amido na fecularias e novos co-produtos para uso como aditivos na formulação de ração animal. Os cultivos para produção enzimática foram realizados com Trichoderma reesei QM9414 em cultivo submerso a 28°C, 150 rpm por 15 dias utilizando-se farelo de trigo (FT), polpa cítrica (PC) e dreche cervejeiro (DC) suplementado com um conjunto de sais. O estudo da formulação do meio com a combinação destes substratos foi realizado por meio do delineamento experimental de misturas, e as melhores combinações foram com a utilização de 100% (m/v) de dreche cervejeiro (celulase total e xilanase), além das combinações de 16,67% de farelo de trigo, 16,67% de polpa cítrica e 66,7% de dreche cervejeiro (endoglucanase, exoglucanase e β- glicosidase). Foi realizado também um estudo quanto à demanda de minerais, sacarose e extrato de levedura na produção de celulases e xilanases, e selecionados os quatro melhores nutrientes para avaliar a produção enzimática. Os estudos demonstraram um aumento 2,38 vezes (1 FPU/g) para celulase total comparado a produção obtida com o delineamento experimental utilizando-se a melhor combinação dos nutrientes extrato de levedura, sacarose, zinco, fosfato de potássio e dreche cervejeiro. Por meio da utilização de diferentes concentrações de tween 80 para a produção enzimática observou-se uma redução substancial do tempo de cultivo para a biossíntese de celulases. Técnicas de gelatinização do amido e aplicação de enzimas fibrolíticas foram estudadas no bagaço de mandioca a fim de aumentar a extração de amido reduzindo-se assim as perdas nas fecularias. A cinética de gelatinização (80°C) seguida de filtração do bagaço de mandioca resultou em duas frações: líquida (Fração Amilácea) e fibrosa (Fração Fibrosa 1), a fração líquida apresentou grande extração de amido (eficiência de 72,4%) com pureza de 77%.As hidrólises do bagaço de mandioca para extração amido com o extrato BIOENJ19 (obtido do cultivo de T. reesei), celulase comercial (Cellic CTec2) e xilanase comercial (Celluclast) não foram muito eficientes se comparadas à técnica da gelatinização. A Fração Fibrosa 1 obtida por meio da gelatinização foi submetida a uma hidrólise enzimática obtendo-se além de amido, açúcares redutores (1,27% para Celic CTec2 e 0,51% para o extrato BIOEJ19) e uma nova fração fibrosa (Fração Fibrosa 1-1). Os produtos desta hidrólise foram usados para formulação de um meio de cultivo visando a propagação das leveduras fibrolíticas Rhodotorula mucilaginosa e Wickerhamomyces onychis, realizada em batelada alimentada a 28°C, 180 rpm por 5 dias. Após o cultivo foram obtidas conversões do substrato em biomassa de 0,14 g/g (R. mucilaginosa) e 0,12 g/g (W. onychis), indicando o potencial de produção destas leveduras especiais com estes resíduos e um potencial aumento do valor agregado destes resíduos com uso destas tecnologias.