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Title: Produção de celulases e xilanases por fermentação em estado sólido usando palha de carnaúba pré-tratada e avaliação da reutilização do resíduo
Authors: Santos, Davi Alves dos
Keywords: peróxido de hidrogênio alcalino;alkaline hydrogen peroxide;enzimas celulolíticas;biomassa lignocelulósica;pré-tratamentos;resíduo reciclado;cellulolytic enzymes;lignocellulosic biomass;pre-treatments;recycled residue
Issue Date: 6-Nov-2017
Publisher: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Citation: SANTOS, Davi Alves dos. Produção de celulases e xilanases por fermentação em estado sólido usando palha de carnaúba pré-tratada e avaliação da reutilização do resíduo. 2017. 52f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Química), Departamento de Engenharia Química, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2017.
Portuguese Abstract: Nativa do Brasil, a palmeira de Carnaúba (Copernicia prunifera) tem sido utilizada na produção de cera a partir de sua folha. Após o extrativismo dessa cera, gera-se uma quantidade considerável de fibras ricas em celulose que podem ser utilizadas como fonte de carbono para a produção de enzimas celulolíticas e bioetanol. Entretanto, a celulose se encontra ligada a componentes de estruturas complexas como a hemicelulose e a lignina. Isso faz com que a produção das celulases a partir da fermentação por fungos filamentosos seja dificultada, logo, é necessária a utilização de um pré-tratamento para a viabilização de tal processo. Neste trabalho foi avaliada a eficiência da carnaúba como fonte carbono na forma in natura, pré-tratada com peróxido de hidrogênio alcalino (PHA) e também reciclada (resíduo reutilizado após passar por uma etapa de fermentação e produção de celulase) para a produção de celulase utilizando o Trichoderma reesei CCT2768 através de uma fermentação em estado sólido (FES). Portanto, foi realizado o pré-tratamento com peróxido de hidrogênio alcalino (4,35%, pH 11,5). O resíduo in natura, pré-tratado e reciclado foram caracterizados quanto à constituição química e estrutura física (DRX, FTIR e MEV). Em seguida, os resíduos foram utilizados para a produção de celulases e xilanases por um período de fermentação de 72 horas através da FES. O extrato bruto produzido foi utilizado para determinar as atividades FPase, CMCase, xilanase e proteínas totais. Em seguida, misturas com variadas concentrações de alguns extratos enzimáticos obtidos foram utilizados para a realização de análises anteriormente citadas. Os resultados indicaram mudanças significativas na estrutura física e química dos resíduos, principalmente no resíduo pré-tratado e também no reciclado. A cristalinidade aumentou no resíduo pré-tratado para 47,52%, enquanto para o reciclado houve uma pequena diminuição para 39,87%. Os indutores que apresentaram maior eficiência na produção de celulase foram os resíduos pré-tratado com PHA e a mistura de 25% e 75% de resíduo pré-tratado e reciclado, respectivamente. Diante disso, a carnaúba mostra-se uma promissora fonte de carbono capaz de induzir a produção de enzimas celulolíticas e xilanolíticas por T. reesei CCT2768.
Abstract: Native to Brazil, the Carnaúba palm (Copernicia prunifera) has been used in the production of wax from its leaf. After extraction of the wax, a considerable amount cellulose-rich fibers is generated which can be used as a carbon source for the production of cellulolytic enzymes and bioethanol. However, cellulose is bound to components of complex structures such as hemicellulose and lignin. This causes the production of cellulases from the fermentation by filamentous fungi to be difficult, thus, it is necessary to use a pretreatment to make this process viable. The efficiency of carnauba as carbon source in the in natura form, pretreated with PHA and also recycled (residue reused after passing through a fermentation stage and cellulase production) was evaluated for the production of cellulase using Trichoderma reesei CCT2768 through a solid state fermentation (SSF). Therefore, pretreatment with alkaline hydrogen peroxide (4.35%, pH 11.5) was performed. The in natura, pre-treated and recycled residues were characterized as to their chemical constitution and physical structure (XRD, FTIR and SEM). Then the residues were used for the production of cellulases and xylanases for a fermentation period of 72 hours through SSF. The crude extract produced was used to determine FPase, CMCase, xylanase and total protein activities. Then, mixtures with varying concentrations of some enzymatic extracts obtained were used for the accomplishment of analyzes previously mentioned. The results indicated significant changes in the physical and chemical structure of the residues, mainly in the recycled residue and also in the pre-treated. The crystallinity increases in the pretreated residue to 47.52%, while for the recycled there was a small decrease to 39.87%. The most efficient inducers in cellulase production were PHA-pretreated residues and the mixture of 25% and 75% recycled and pre-treated residues, respectively. Therefore, carnauba shows a promising carbon source capable of inducing the production of cellulolytic and xylanolytic enzymes by T. reesei CCT2768.
URI: http://monografias.ufrn.br/jspui/handle/123456789/5139
Other Identifiers: 2011048383
Appears in Collections:Engenharia Química

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