Estudo da aeração e agitação na produção de celulases por Trichoderma Koningii

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dc.contributor.advisor-co1Pinheiro, Iara Rebouças
dc.contributor.advisor-co1IDhttps://orcid.org/0000-0002-3816-2940
dc.contributor.advisor1Pinotti, Laura Marina
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000000250126811
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5616576281329159
dc.contributor.authorSantos, Patricia Alves dos
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0002-5885-6843
dc.contributor.referee1Bacelos, Marcelo Silveira
dc.contributor.referee2Jesus, Helenice Silva de
dc.date.accessioned2024-05-29T20:55:29Z
dc.date.available2024-05-29T20:55:29Z
dc.date.issued2023-12-06
dc.description.abstractCellulases are enzymes capable of hydrolyzing cellulose, the most abundant biopolymer in nature. Currently, the alcohol industry has been paying special attention to cellulases, as the hydrolysis of cellulose results in sugars that can be fermented into second-generation ethanol. However, the cost of cellulase production in the bioethanol production process can represent around 40% of the total cost. Therefore, it becomes imperative to seek alternatives to make the cost of cellulase production more viable.In enzymatic production, it is possible to investigate different substrates as well as operational conditions that maximize enzymatic production. The objective of this work was to select a substrate (sugarcane bagasse, wheat bran, coconut fiber, coffee powder, sugarcane bagasse + wheat bran) in a shaker that maximizes cellulase production from the fungus Trichoderma koningii. After optimizing this medium in a bioreactor by changing different agitation conditions (200 and 400 rpm) and aeration rates (0.5 and 1.5 vvm), and consequently finding the volumetric oxygen transfer coefficient (KLa), as oxygen is important in the cellulase production process. Subsequently, partial purification/concentration was carried out by fractionated precipitation with ammonium sulfate and organic solvent.The results show that coffee powder is the substrate that presented the maximum enzymatic activity (0.182 ± 0.034 UI/mL) in 72 hours of submerged cultivation in a shaker. In the bioreactor using coffee powder, the maximum enzymatic production was obtained under the conditions of 200 rpm and 1.5 vvm (0.392±0.004 UI/mL). The KLa values increase with the increase in agitation and aeration, reaching the maximum KLa value of 350.26 h-1. However, this increase did not interfere with cellulase production. In the partial purification process by fractionated precipitation with ammonium sulfate, a maximum yield of 10.69% and a purification factor of 1.78 were obtained. Regarding the purification step with organic solvent, the maximum yield achieved was 35.68% with a purification factor of 2.34
dc.description.resumoAs celulases são enzimas capazes de hidrolisar a celulose, biopolímero mais abundante na natureza. Atualmente a indústria alcooleira tem dado atenção especial as celulases, visto que a hidrólise da celulose resulta em açúcares que podem ser fermentados a etanol de segunda geração. Entretanto, o custo da produção das celulases no processo de obtenção de bioetanol pode representar cerca de 40% do custo total do processo. Sendo assim, torna-se imperativo que se busquem alternativas para tornar mais viável o custo de obtenção das celulases. Na produção enzimática é possível pesquisar diferentes substratos como também as condições operacionais que maximizem a produção enzimática. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi selecionar um substrato (bagaço de cana-de-açúcar, farelo de trigo, fibra de coco, pó de café, bagaço de cana-de-açúcar + farelo de trigo) em shaker que maximize a produção de celulases a partir do fungo Trichoderma koningii e após otimizar esse meio em biorreator alterando diferentes condições de agitação (200 e 400 rpm) e taxas de aeração (0,5 e 1,5 vvm), e consequentemente encontrar o coeficiente volumétrico de transferência de oxigênio (KLa), pois o oxigênio é importante no processo de produção de celulase. Posteriormente realizar a parcial purificação/concentração por precipitação fracionada por sulfato de amônio e por solvente orgânico. Os resultados nos mostram que o pó de café é o substrato que apresentou a máxima atividade enzimática (0,182 ± 0,034 UI/mL) em 72 horas de cultivo submerso em shaker. No biorreator, utilizando o pó de café, a máxima produção enzimática foi obtida nas condições de 200 rpm e 1,5 vvm (0,392±0,004 UI/mL). Os valores do kLa aumentam com o aumento da agitação e aeração, encontrando o máximo valor de kLa de 350,26 h-1, porém esse aumento não interferiu na produção de celulases. No processo de parcial purificação por precipitação fracionada com sulfato de amônio obteve-se um rendimento máximo igual a 10,69% e fator de purificação de 1,78. Com relação a etapa de purificação com solvente orgânico o máximo rendimento alcançado foi de 35,68% e fator de purificação igual a 2,34
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa do Espírito Santo (FAPES)
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/12587
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Energia
dc.publisher.departmentCentro Universitário Norte do Espírito Santo
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Energia
dc.rightsopen access
dc.subjectProdução de celulases em biorreator
dc.subjectFermentação submersa
dc.subjectCoeficiente de transferência de oxigênio
dc.subjectPurificação com sulfato de amônio
dc.subjectPurificação com solvente orgânico
dc.subject.cnpqEngenharia/Tecnologia/Gestão
dc.titleEstudo da aeração e agitação na produção de celulases por Trichoderma Koningii
dc.typemasterThesis
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