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Título: Prospecção de micro-organismos lignolíticos da microbiota amazônica para a produção de biocombustível de segunda geração e compostagem
Título(s) alternativo(s): Prospecting for lignolytic microorganisms from the Amazonian microbiota for the production of second generation biofuels and composting
Autor(es): Fernandes , Simone Maciel
Orientador(es): Souza , Antonia Queiroz Lima de
Palavras-chave: Ligninases;Lipases;Biocombustíveis;Biomassa;Compostagem
Data do documento: 26-Nov-2013
Editor: Universidade do Estado do Amazonas
Resumo: Com o crescimento da população, aumenta a produção de alimentos e consequentemente são geradas toneladas de resíduos agrícolas, constituídos de: celulose, hemicelulose e lignina, formando a biomassa a qual pode ser utilizada como uma alternativa para a obtenção de produtos de alto valor agregado. Os micro-organismos são os principais decompositores da matéria orgânica, dentre as enzimas secretadas pelos fungos estão as ligninases e as lipases. As ligninases atuam na decomposição de compostos recalcitrantes e seus principais produtores são os basidiomycetos, que utilizam a liginina e a celulose como fonte de carbono e energia. As lipases possuem como seus principais substratos óleos e gorduras e apresentam um abrangente campo de aplicações biotecnológicas. Devido a importância da utilização da matéria orgânica de origem vegetal e a diversidade de micro-organismos com capacidade em produzir diversas enzimas com aplicações biotecnológicas, a presente pesquisa visou selecionar fungos capazes de converter a biomassa em bicombustível de 2ª geração e compostagem. Sendo assim, para a obtenção de ligninases foram utilizadas 10 linhagens fúngicas: cinco basidiomycetos e cinco Penicillium spp., utilizando como substratos: bagaço de cana (BCn), cascas e sementes de maracujá (CMj e SMj), cascas e semente de cupuaçu (CCp e SCp), cascas de macaxeira (CMx), urucum (CUr), guaraná (CGu), coco (CCc) e torta de pau rosa (TPR). Para a obtenção das lipases foram utilizadas as 10 linhagens e mais cinco Aspergillius spp., utilizando como substratos: SMj, SCp e óleo de oliva (OL). As linhagens foram cultivadas a 26 e 28 °C durante 240h a 120rpm em fermentação submersa (FSM) sendo observado o crescimento de todas as linhagens nos 11 substratos avaliados. O extrato enzimático foi obtido por filtração a vácuo, em seguida centrifugado em eppendorfs de 2mL durante 10 minutos a 10.000 rpm, novamente transferido para eppendorfs limpos e armazenado sob refrigeração. Através das análises observou-se que a manganês peroxidase (MnP) foi a enzima mais expressa na maioria dos substratos com as maiores atividades produzidas pelos Penicillium sp. 1 (Pen 1), com exceção apenas da CCp e CMj, sendo as maiores produções de lignina peroxidase (LiP) obtida pelo basidiomyceto 1 (Bas 1). Para lacase (Lac) os basidiomycetos foram os melhores produtores, sendo que apenas em CCc, CMx e CMj todos os Penicillium spp. produziram esta enzima. Para lípase a maior atividade foi detectada no substrato OL. pelo Aspergillus sp. 1 (Asp 1), seguido de SCp pelo Aspergillus sp. 4 (Asp 4). Dentre os três substratos avaliados observou-se que a SMj foi o melhor indutor, pois houve a produção por 14 das 15 linhagens utilizadas, com exceção apenas do Aspergillus sp. 3 (Asp 3), e os basidiomicetos foram os únicos em que produziram em pelos menos dois substratos. No processo de compostagem foram utilizadas duas cepas: Bas 1 e Pen 1, e cultivadas na CMj durante 90 dias. Após esse período os compostos originados foram pesados e observou-se a degradação de aproximadamente 80 % dos resíduos em que haviam a presença dos micro-organismos, com os menores pesos nos compostos contendo a CMj anteriormente autoclavada, e o grupo controle manteve-se inalterado, sendo que os pesos dos compostos variaram de acordo com as condições de cada experimento. Nos compostos produzidos foi realizado o plantio de Curcubita sp., e durante 30 dias observado o seu desenvolvimento, sendo o melhor crescimento observado nos compostos que continham o resíduo autoclavado mais os inóculos de Bas 1 e Pen 1. Esses resultados confirmam o potencial desses fungos em produzir ligninases e lipases utilizando resíduos agrícolas como substratos para a produção de biocombustíveis de segunda geração e compostagem
Abstract: With population growth , increasing food production and consequently tons of agricultural wastes are generated consisting of : cellulose, hemicellulose and lignin , forming the biomass which can be used as an alternative to obtain products with high added value. Microorganisms are the primary decomposers of organic matter, among the enzymes secreted by fungi are the ligninases and lipases. The ligninases act in the decomposition of recalcitrant compounds and their main producers are basidiomycetos, using the liginina and cellulose as a source of carbon and energy. Lipases have as its main substrates oils and fats and have a comprehensive field of biotechnological applications. Due to the importance of using organic matter of vegetable origin and diversity of micro-organisms capable of producing several enzymes with biotechnological applications , this research aimed to select fungi capable of converting biomass into biofuel 2nd generation and composting. Thus, to obtain ligninases 10 fungal strains were used: five Basidiomycetos and five Penicillium spp , as substrates: bagasse (BCn), and passion fruit peel (CMJ and SMJ) , peel and seed cupuaçu (CCp and SCp), cassava peels (CMx ), annatto (CUr), guarana (CGu), coconut (CCc) and pie rosewood (TPR). The 10 strains and five Aspergillius spp. were used to obtain the lipases, using as substrates SMJ, SCp and olive oil (OL). The strains were grown at 26 and 28 ° C for 240h at 120rpm in submerged fermentation (FSM ) growth of all strains in substrates 11 reviews observable. The enzyme extract was obtained by vacuum filtration then centrifuged in 2 ml Eppendorf tubes for 10 minutes at 10,000 rpm again transferred to clean Eppendorf tubes and stored under refrigeration. Chemical analysis revealed that the manganese peroxidase (MnP) was more expressed in most substrates with the highest activities produced by Penicillium sp. 1 enzyme (Pen 1 ), except only the Cp and CMj , with the greatest amounts of lignin peroxidase (LiP ) obtained by basidiomyceto 1 (Bas 1) . For laccase (Lac) the basidiomycetos were the best producers, and only in CCc, CMx and CMj all Penicillium spp . produced this enzyme. For the highest lipase activity was detected in the substrate OL . by Aspergillus sp . 1 (Asp 1), followed by the SCP Aspergillus sp. 4 (Asp 4). Of the three tested substrates was observed that the SMJ was the best inducer, since there was production by 14 of the 15 strains used , with the sole exception of Aspergillus sp. 3 (Asp 3), basidiomycetes and the ones that were produced using at least two substrates . In the composting process both strains were used: Bas 1 and Pen 1 and cultured in the CMJ for 90 days. After this period originated compounds were weighed and observed degradation of approximately 80 % of the waste that had the presence of micro -organisms , the lowest weight in compounds containing the CMJ previously autoclaved , and the control group remained unchanged , are the weights of the compounds varied with the conditions of each experiment. The produced compounds planting was carried Curcubita sp. And 30 days observed their development, with the best growth observed in compounds containing the residue over autoclaved inocula Bas 1 and Pen 1. These results confirm the potential of these fungi produce ligninases and lipases using agricultural wastes as substrates for the production of second generation biofuels and composting.
URI: http://repositorioinstitucional.uea.edu.br//handle/riuea/2333
Aparece nas coleções:DISSERTAÇÃO - MBT Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia e Recursos Naturais da Amazônia



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