Pré-tratamento fúngico para a melhoria da biodegradabilidade anaeróbia de água residuária da produção de café solúvel (ARCS)

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Silva, Marco Antonio
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: P. ostreatus; aerobic process; anaerobic digestion; atracamento molecular; comparative homology; digestão anaeróbia; effluents from soluble coffee production; efluentes da produção de café solúvel; homologia comparativa; lacase; laccase; molecular docking; processo aeróbio
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18139/tde-21112023-100959/

A indústria do café representa grande importância comercial para muitos países emergentes, em especial, o Brasil. Entretanto, essa produção é responsável pela geração de grande quantidade de efluentes durante o processo produtivo industrial. A água residuária do café solúvel (ARCS) é de difícil degradação por possuir grande quantidade de matéria orgânica e componentes tóxicos, por isso há necessidade de aplicação de tratamento prévio dessa água residuária antes do descarte. O presente trabalho propôs o aumento da biodegradabilidade de compostos fenólicos totais (CFT) da ARCS a partir de três pilares: estudo in silico, isto é a avaliação de enzima lacase (enzima alvo) na modificação de estruturas tóxicas presentes na ARCS; estudo de processo aeróbio fúngico por Pleurotus ostreatus em estado sólido e líquido; e pelo estudo da biodegradabilidade anaeróbia da ARCS pré-tratada por P. ostreatus. A viabilidade do pré-tratamento foi determinada por estudo in silico, o que incluiu a construção de um modelo teórico da lacase de P. ostreatus, seguida por testes de atracamento molecular entre um modelo teórico da lacase e as moléculas presentes na ARCS. A tolerância de P. ostreatus à ARCS foi avaliada em meio sólido contendo a ARCS. A otimização da degradação dos componentes fenólicos da ARCS por P. ostreatus, in vivo, em meio líquido foi avaliada utilizando dois delineamentos experimentais: Plackett Burman (PB) e Planejamento Fatorial (PF). Após a escolha da condição de pré-tratamento, a biodegradabilidade anaeróbia da ARCS pré-tratada e da ARCS in natura foi determinada. Os estudos in silico indicaram que o modelo teórico da lacase apresentou boa qualidade e os testes de atracamento molecular demonstraram o potencial de degradação dos componentes da ARCS pela lacase, isto é, em todos os atracamentos moleculares foi observado o estabelecimento de pontes de hidrogênio, com exceção da cafeína. P. ostreatus foi capaz de crescer em presença de ARCS, tendo tolerado uma concentração de até 100%, além de descolorir a ARCS em meio BDA contendo 100% da água residuária. O PB e o PF indicaram que o tratamento da ARCS pelo basidiomiceto P. ostreatus promoveu a remoção de CFT da ARCS. Verificou-se no PB que a concentração de extrato de levedura apresentou efeito estatisticamente negativo sobre a redução de CFT enquanto o número de discos de crescimento micelial de P. ostreatus, o pH, agitação e a concentração inicial da ARCS favorecem a redução de CFT. No PF, somente a concentração inicial da ARCS foi estatisticamente significativa em relação a remoção de CFT. O pré-tratamento fúngico realizado em 15 dias promoveu a redução na produção de metano, sugerindo que o tempo de pré-tratamento possa ter promovido a metabolização de açúcares importantes para a biodegradabilidade anaeróbia e que o fungo pode ter produzido metabólitos secundários inibitórios para o consórcio microbiano na digestão anaeróbia.