Desenvolvimento de processo não-convencional para produção de celulases por Aspergillus niger em biorreator pneumático na presença de bagaço de cana-de-açúcar

AUTOR(ES)

Fernanda Marisa da Cunha

FONTE

IBICT - Instituto Brasileiro de Informação em Ciência e Tecnologia

DATA DE PUBLICAÇÃO

29/07/2011

RESUMO

No Brasil, o bagaço de cana-de-açúcar se destaca como sendo uma fonte de material lignocelulósico abundante e disponível nas usinas sucroalcooleiras, além de possuir características estruturais que o classificam como bom indutor para produção de celulases por microrganismos. Sendo o bagaço de cana um material promissor tanto como indutor das celulases quanto como substrato na cadeia de produção do etanol de 2a geração, o desenvolvimento de processos de fermentação inovadores para a produção de celulases em escala industrial é necessário a fim de viabilizar a hidrólise enzimática deste material. Para esta finalidade, a proposta deste trabalho foi o desenvolvimento de um processo não-convencional para produção de celulases utilizando uma cepa de Aspergillus niger. O processo consistiu na proposta de utilização do bagaço de cana como substrato para a produção de um inóculo com etapa inicial em fermentação no estado sólido (FES), além de sua utilização como indutor para a síntese de celulases por fermentação submersa (FS) na presença de sólidos, operando-se sistemas trifásicos. Para tal, avaliou-se em cultivos em frascos agitados o efeito da fonte de carbono utilizada, glicose (10 g.L-1 e 20 g.L-1) e lactose (10 g.L-1), e o tipo de preparo de inóculo (convencional ou inóculo com etapa inicial em FES). A maior produção de endoglucanase (CMCase) obtida em frascos agitados foi de 105234 U.L-1, obtida após 72 h nos cultivos preparados com o inóculo com fase inicial no estado sólido e em meios suplementados com 10 g.L-1 de glicose. Tais resultados foram validados em biorreator pneumático de 5,0 L, em diferentes valores de pH (5,0 e 6,0). Os melhores resultados de produtividades obtidos foram de 5713 U.L-1.h-1 de endoglucanase, 32717 U.L-1.h-1 de xilanase e 101 U.L-1.h-1 de celulases totais (FPase) em cultivos com pH 5,0 e inóculo nãoconvencional. Pode-se afirmar que a produção de celulases na presença de bagaço de cana de alta granulometria (1 a 2 mm) em biorreator pneumático do tipo coluna de bolhas é uma alternativa viável e promissora e que o inóculo não-convencional proposto como objeto de estudo, com etapa inicial em FES, foi superior ao inóculo convencional, uma vez que quando aplicado em sistemas fermentativos resultou na obtenção de produtividade enzimática de endoglucanase cerca de 3 vezes superior. Pode-se afirmar ainda que valores de pH que favoreçam a síntese de celulases em vez de proteases podem resultar em ganhos significativos de produtividade volumétrica.

ASSUNTO(S)

engenharia quimica engenharia bioquímica enzimas fermentação bagaço de cana biorreatores pneumáticos

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