Otimização do cultivo de Aspergillus brasiliensis 3.7TA visando uma maior produção de celulases para fins de aplicação na hidrólise da biomassa de cana-de-açúcar para a produção de etanol 2G

dc.contributor.advisorBenassi, Vivian Machado
dc.contributor.advisorcoLucas, Rosymar Coutinho de
dc.contributor.authorOliveira, Tarcisio Michael Ferreira Soares de
dc.contributor.institutionUniversidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM)pt_BR
dc.contributor.refereeBenassi, Vivian Machado
dc.contributor.refereePantoja, Lílian de Araújo
dc.contributor.refereeSantos, Sandro Luiz Barbosa dos
dc.contributor.refereeGonçalves, Heloísa Bressan
dc.date.accessioned2025-02-04T21:14:09Z
dc.date.issued2023
dc.date.submitted2023-07-31
dc.descriptionO presente trabalho foi realizado com apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – Brasil (CAPES) – Código de Financiamento 001.pt_BR
dc.description.abstractAs celulases produzidas por fungos filamentosos têm recebido grande atenção, pois têm um enorme potencial para processar a biomassa celulósica mais abundante neste planeta e transformá-la em biocombustíveis sustentáveis e outros produtos de valor agregado. A ação sinérgica de endoglucanases, exoglucanases e β-glucosidases é necessária para a despolimerização da celulose em açúcares fermentáveis para transformação em produtos úteis utilizando microrganismos adequados. Nesse sentido, o trabalho teve como objetivo selecionar um microrganismo bom produtor da enzima celulase, em especial, CMCase, otimizar o meio de cultivo a fim de melhorar a sua produção, caracterizar bioquimicamente a enzima e imobilizar o coquetel rico em celulases em esferas de alginato. O fungo filamentoso selecionado para estudo foi o Aspergillus brasiliensis 3.7TA, cultivado em meio submerso Carvalho-Peixoto (CP) com sais do próprio meio, ureia como fonte de nitrogênio e farelo de trigo como fonte de carbono, pH inicial de meio 5,46, 1 mL da solução de esporos, cultivado por cinco dias à 30°C, em estufa bacteriológica. Em seguida, o coquetel rico em celulases produzido pelo fungo Aspergillus brasiliensis 3.7TA foi imobilizado com sucesso em esferas de alginato, utilizando o bastão de vidro grosso como método de imobilização, padronizando oito esferas imobilizadas na reação enzimática. O planejamento experimental permitiu obter as melhores concentrações para o método de imobilização, utilizando 4,26% (m/v) de alginato de sódio e 5,34% (m/v) de cloreto de cálcio. O processo de hidrólise da biomassa pré-tratada com organossolve, apresentou liberação de 0,196 g/L de açúcares redutores em 20 horas de reação para as duas amostras. Os resultados mostraram que o coquetel enzimático imobilizado apresenta potencial para ser utilizado como catalisador em processos industriais, como na indústria de etanol celulósico. A imobilização em esferas de alginato oferece a possibilidade de reutilização do catalisador em diferentes ciclos de reações. Concluiu-se que o coquetel rico em celulases produzido pelo fungo Aspergillus brasiliensis 3.7TA foi imobilizado com sucesso em esferas de alginato e possuiu potencial para ser utilizado como catalisador em processos industriais, por exemplo, a indústria de etanol 2G.pt_BR
dc.description.abstractsCellulases produced by filamentous fungi have received great attention, as they have enormous potential to process the most abundant cellulosic biomass on this planet and transform it into sustainable biofuels and other value-added products. The synergistic action of endoglucanases, exoglucanases and β-glucosidases is necessary for the depolymerization of cellulose into fermentable sugars for transformation into useful products using suitable microorganisms. In this sense, the objective of the work was to select a microorganism that is a good producer of the cellulase enzyme, in particular, CMCase, to optimize the culture medium in order to improve its production, to biochemically characterize the enzyme and to immobilize the cocktail rich in cellulases in alginate spheres. The filamentous fungus selected for the study was Aspergillus brasiliensis 3.7TA, cultivated in submerged Carvalho-Peixoto (CP) medium with salts from the medium itself, urea as the best source of nitrogen and wheat bran as the best source of carbon, cultivated by five, pH 5.46 and 1 mL of the spore solution, at 30°C, in a bacteriological oven. Then, the cellulase-rich cocktail produced by the fungus Aspergillus brasiliensis 3.7TA was successfully immobilized in alginate spheres, using a thick glass rod as the immobilization method, standardizing eight immobilized spheres in the reaction. The experimental design allowed obtaining the best concentrations for the immobilization method, using 4.26% (m/v) of sodium alginate and 5.34% (m/v) of calcium chloride. The hydrolysis process of pre-treated biomass with organosolve treatment, released 0.196 g/L of reducing sugars in 1200 minutes of reaction for both samples. The results showed that the immobilized enzyme cocktail has the potential to be used as a catalyst in industrial processes, such as in the cellulosic ethanol industry. Immobilization in alginate spheres offers the possibility of reuse of the catalyst in different reaction cycles. It was concluded that the cocktail rich in cellulases produced by the fungus Aspergillus brasiliensis 3.7TA was successfully immobilized in alginate spheres and has the potential to be used as a catalyst in industrial processes, for example, the cellulosic ethanol industry.en
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)pt_BR
dc.description.thesisDissertação (Mestrado) – Programa de Pós-graduação em Biocombustíveis, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, 2023.pt_BR
dc.identifier.citationOLIVEIRA, Tarcisio Michael Ferreira Soares de. Otimização do cultivo de Aspergillus brasiliensis 3.7TA visando uma maior produção de celulases para fins de aplicação na hidrólise da biomassa de cana-de-açúcar para a produção de etanol 2G. 2023. 204 p. Dissertação (Mestrado em Biocombustíveis) – Programa de Pós-graduação em Biocombustíveis, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, Diamantina, 2023.pt_BR
dc.identifier.urihttps://acervo.ufvjm.edu.br//handle/123456789/3538
dc.language.isopor
dc.publisherUFVJMpt_BR
dc.rightsOpen Accessen
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 4.0 Brazilen
dc.rights.licenseA concessão da licença deste item refere-se ao à termo de autorização impresso assinado pelo autor, assim como na licença Creative Commons, com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri e o IBICT a disponibilizar por meio de seus repositórios, sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, e preservação, a partir desta data.pt_BR
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/deed.pt
dc.subjectFungo filamentosopt_BR
dc.subjectHidrólisept_BR
dc.subjectCarboximetilcelulosept_BR
dc.subjectAspergilluspt_BR
dc.subjectFilamentous fungusen
dc.subjectHydrolysisen
dc.subjectCarboxymethylcelluloseen
dc.subjectAspergillus.en
dc.titleOtimização do cultivo de Aspergillus brasiliensis 3.7TA visando uma maior produção de celulases para fins de aplicação na hidrólise da biomassa de cana-de-açúcar para a produção de etanol 2Gpt_BR
dc.typeThesisen

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