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Bioprocessing by solid-state fermentation of underexplored agro-Industrial by-products for their valorisation
| Summary: | Todos os anos são produzidas grandes quantidades de subprodutos agroindustriais que acabam por ser descartados ou utilizados em aplicações de baixo valor. Contudo, estes podem ser valorizados por fermentação em estado sólido (FES) para a produção de enzimas, com várias aplicações industriais, como a alimentar, na produção de biocombustíveis, em aplicações farmacêuticas, em rações animais e na indústria têxtil são utilizadas nas etapas de desengomagem e lavagem dos tecidos e acabamento das calças de ganga. Neste trabalho foram utilizados os subprodutos dreche, casca de arroz e poda de videira para a produção de enzimas (xilanase, celulase, β-glucosidase e amílase) por FES com Aspergillus niger CECT 2088. Foi observado um efeito positivo da suplementação do meio com 2 % (p/p) (NH4)2SO4 e 1 % (p/p) K2HPO4, que conduziu a um aumento de 2 a 10 vezes da produção de enzimas utilizando casca de arroz e dreche. Nas fermentações realizadas com diferentes tamanhos de partículas (1, 4 e 10 mm) de cada subproduto, foram obtidas atividades enzimáticas mais elevadas com o tamanho de partícula de 10 mm de dreche e casca de arroz, e com 4 mm de poda de videira. Através de um planeamento experimental simplex – centroide procedeu-se à otimização de misturas dos substratos para a produção de enzimas. Foi possível verificar que a atividade enzimática ótima para a xilanase (651 U/g), β-glucosidase (363 U/g), celulase (189 U/g) foi obtida usando 100 % (p/p) de dreche, e que a atividade ótima para a amilase (263 U/g) foi obtida usando uma mistura 72 % (p/p) de dreche com 28 % (p/p) de casca de arroz. A monitorização da cinética de produção das enzimas por FES durante 14 dias, permitiu observar que a atividade enzimática máxima da xilanase foi conseguida ao 5º dia, e ao fim ao 10º dia para a celulase, amilase, e β-glucosidase. Os resultados deste trabalho indicam que o bioprocessamento de dreche, casca de arroz e poda de videira por FES é uma abordagem eficaz e sustentável para a produção de enzimas de interesse para a indústria têxtil, contribuindo para impulsionar a economia circular neste setor. |
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| Main Authors: | Mota, Ana Catarina Sá |
| Subject: | Aspergillus niger Enzimas Fermentação em estado sólido Subprodutos By-products Enzymes Solid state fermentation Engenharia e Tecnologia |
| Year: | 2023 |
| Country: | Portugal |
| Document type: | master thesis |
| Access type: | open access |
| Associated institution: | Universidade do Minho |
| Language: | English |
| Origin: | RepositóriUM - Universidade do Minho |
| Summary: | Todos os anos são produzidas grandes quantidades de subprodutos agroindustriais que acabam por ser descartados ou utilizados em aplicações de baixo valor. Contudo, estes podem ser valorizados por fermentação em estado sólido (FES) para a produção de enzimas, com várias aplicações industriais, como a alimentar, na produção de biocombustíveis, em aplicações farmacêuticas, em rações animais e na indústria têxtil são utilizadas nas etapas de desengomagem e lavagem dos tecidos e acabamento das calças de ganga. Neste trabalho foram utilizados os subprodutos dreche, casca de arroz e poda de videira para a produção de enzimas (xilanase, celulase, β-glucosidase e amílase) por FES com Aspergillus niger CECT 2088. Foi observado um efeito positivo da suplementação do meio com 2 % (p/p) (NH4)2SO4 e 1 % (p/p) K2HPO4, que conduziu a um aumento de 2 a 10 vezes da produção de enzimas utilizando casca de arroz e dreche. Nas fermentações realizadas com diferentes tamanhos de partículas (1, 4 e 10 mm) de cada subproduto, foram obtidas atividades enzimáticas mais elevadas com o tamanho de partícula de 10 mm de dreche e casca de arroz, e com 4 mm de poda de videira. Através de um planeamento experimental simplex – centroide procedeu-se à otimização de misturas dos substratos para a produção de enzimas. Foi possível verificar que a atividade enzimática ótima para a xilanase (651 U/g), β-glucosidase (363 U/g), celulase (189 U/g) foi obtida usando 100 % (p/p) de dreche, e que a atividade ótima para a amilase (263 U/g) foi obtida usando uma mistura 72 % (p/p) de dreche com 28 % (p/p) de casca de arroz. A monitorização da cinética de produção das enzimas por FES durante 14 dias, permitiu observar que a atividade enzimática máxima da xilanase foi conseguida ao 5º dia, e ao fim ao 10º dia para a celulase, amilase, e β-glucosidase. Os resultados deste trabalho indicam que o bioprocessamento de dreche, casca de arroz e poda de videira por FES é uma abordagem eficaz e sustentável para a produção de enzimas de interesse para a indústria têxtil, contribuindo para impulsionar a economia circular neste setor. |
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