Produção de celulases por Aspergillus japonicus URM5620 e Aspergillus niger URM5741 por diferentes processos fermentativos utilizando bagaço de cana-de-açúcar como substrato
Palavras-chave:
Cellulase, Sugarcane bagasse, Aspergillus, Sequential Fermentation, Agro-industrial wastes.Resumo
O presente estudo teve como objetivo a produção de celulases por Aspergillus japonicus URM5620 e Aspergillus niger URM5741 através de diferentes processos fermentativos utilizando bagaço de cana-de-açúcar como substrato. Para ambas linhagens avaliadas, a fermentação sequencial apresentou resultados superiores aos obtidos pela fermentação submersa sendo que A. japonicus URM5620 apresentou resultados superiores em ambos os cultivos, sendo esta escolhida para etapas posteriores do estudo. Foi realizado um planejamento fatorial completo 23 para avaliar a influência das concentrações de glicose e inóculos e da proporção de meio líquido por g de substrato nas atividades celulolíticas. Verificou-se que os melhores resultados para as atividades de CMCase (2,569 U/mL) e FPase (1,241 U/mL) foram obtidas nas seguintes condições: glicose 40g/L, 30 mL de meio líquido/g de substrato e 108 esporos/mL. Sendo as variáveis independentes glicose e volume de meio líquido/g de substrato estatisticamente significativas, apresentando efeitos positivo e negativo, respectivamente. A celulase apresentou atividade ótima numa faixa de 30 a 50°C e pH 4,0, mostrando-se estáveis numa faixa de temperatura de 50 a 70°C. A nova metodologia de fermentação sequencial mostrou-se satisfatória e uma alternativa viável para produção de celulases para posteriores aplicações industriais e para um melhor aproveitamento do bagaço de cana-de-açúcar.Downloads
Referências
AHAMED, A.; VERMETTE, P. Effect of culture medium composition on Trichoderma reesei’s morphology and cellulase production. Bioresource Technology, v. 100, n. 23, p. 5979–5987, 2009.
BEHERA, B. C. et al. Microbial cellulases – Diversity & biotechnology with reference to mangrove environment: A review. Journal of Genetic Engineering and Biotechnology, v. 15. p. 197-210, 2017.
CUNHA, F. M. et al. Sequential solid-state and submerged cultivation of Aspergillus niger on sugarcane bagasse for the production of cellulase. Bioresource Technology, v. 112, p. 270–274, 2012.
CUNHA, F. M. et al. Liquefaction of sugarcane bagasse for enzyme production. Bioresource Technology, v. 172, p. 249–252, 2014.
DEMIREL, Y. Biofuels. Comprehensive Energy Systems, v. 1–5, p. 875–908, 2018.
FLORENCIO, C. et al. Validation of a Novel Sequential Cultivation Method for the Production of Enzymatic Cocktails from Trichoderma strains. Applied Biochemistry and Biotechnology, v. 175, n. 3, p. 1389–1402, 2014.
FLORÊNCIO, C. et al. Secretome analysis of Trichoderma reesei and Aspergillus niger cultivated by submerged and sequential fermentation processes: Enzyme production for sugarcane bagasse hydrolysis. Enzyme and Microbial Technology, v. 90, p. 53–60, 2016.
FLORES-MALTOS, D. A. et al. Typical mexican agroindustrial residues as supports for solid-state fermentation. v. 9, n. 3, p. 289–293, 2014.
FOCKINK, D. H. et al. Enzymatic Hydrolysis of steam-treated sugarcane bagasse: Effect of enzyme loading and substrate total solids on its fractal kinetic modeling and rheological properties. Energy & Fuels, v. 31, n. 6, p. 6211–6220, 15 jun. 2017.
FONTANA, R. C.; SILVEIRA, M. M. Influence of pectin, glucose, and ph on the production of endo- and exopolygalacturonase by Aspergillus oryzae in liquid medium. Brazilian Journal of Chemical Engineering, v. 29, n. 4, p. 683–690, 2012.
IDRIS, A. S. O. et al. Cellulase production through solid-state tray fermentation, and its use for bioethanol from sorghum stover. Bioresource Technology, v. 242, p. 265–271, 2017.
ABDULLAH, J.; GREETHAM, D. Optimizing cellulase production from municipal solid waste (MSW) using Solid State Fermentation (SSF). Journal of Fundamentals of Renewable Energy and Applications, v. 06, n. 03, 2016.
MILLER, G. L. Use of dinitrosalicylic acid reagent for determination of reducing sugar. Analytical Chemistry, v. 31, n. 3, p. 426–428, 1959.
PRAJAPATI, B. P. et al. Characterization of cellulase from Aspergillus tubingensis NKBP-55 for generation of fermentable sugars from agricultural residues. Bioresource Technology, v. 250, p. 733–740, 2018.
RAVINDRAN, R.; JAISWAL, A. K. A comprehensive review on pre-treatment strategy for lignocellulosic food industry waste : Challenges and opportunities. Bioresource Technology, v. 199, p. 92–102, 2016.
ROBINSON, P. K. Enzymes: principles and biotechnological applications. Essays in Biochemistry, v. 59, p. 1–41, 2015.
SAMANTA, S. et al. Characterization of Trichoderma reesei endoglucanase expressed heterologously in Pichia pastoris for better biofinishing and biostoning. Journal of Microbiology, v. 50, n. 3, p. 518–525, 2012.
SHER, H. et al. Optimization of cellulase enzyme production from Aspergillus oryzae for industrial applications. World Journal of Biology and Biotechnology v. 2, p. 155–158, 2017.
SILVA, A. F. V. et al. Cellulase production to obtain biogas from passion fruit (Passiflora edulis) peel waste hydrolysate. Journal of Environmental Chemical Engineering, v. 7, n. 6, p. 103510, 2019.
SINGHANIA, R. R. et al. Industrial Enzymes. In: ASHOK, P. et al. (Eds.). Industrial Biorefineries & White Biotechnology. 1. ed. Elsevier, 2015. p. 473–497.
STERNBERG, D.; MANDELS, G. R. Induction of cellulolytic enzymes in Trichoderma reesei by sophorose. Journal of Bacteriology, v. 139, n. 3, p. 761–769, 1979.
TANTAYOTAI, P. et al. Effect of cellulase-producing microbial consortium on biogas production from lignocellulosic biomass. Energy Procedia, v. 141, p. 180–183, 2017.
VISSER, E. M. et al. Increased enzymatic hydrolysis of sugarcane bagasse from enzyme recycling. Biotechnology for Biofuels, v. 8, n. 1, p. 1–9, 2015.
Downloads
Publicado
Como Citar
Edição
Seção
Licença
As Políticas Culturais em Revista aplica a Licença Creative Commons Atribuição-Não Comercial 4.0 Internacional (CC BY-NC-SA 4.0) para os trabalhos que publica. Esta licença foi desenvolvida para facilitar o acesso aberto - ou seja, o acesso livre, imediato, e a reutilização irrestrita de trabalhos originais de todos os tipos. Nossos autores mantêm os direitos autorais mas, sob essa licença, concordam em deixar os artigos legalmente disponíveis para reutilização, sem necessidade de permissão ou taxas, para praticamente qualquer finalidade. Qualquer pessoa pode copiar, distribuir ou reutilizar esses artigos, desde que o autor e a fonte original (Políticas Culturais em Revista) sejam devidamente citados.