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Registro Completo |
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Biblioteca(s): |
Embrapa Florestas. |
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Data corrente: |
23/09/2016 |
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Data da última atualização: |
23/09/2016 |
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Tipo da produção científica: |
Orientação de Tese de Pós-Graduação |
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Autoria: |
HEINZ, K. G. H. |
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Título: |
Produção de enzimas celulolíticas por fungo isolado de resíduo da reciclagem de papel e hidrólise de biomassas celulósicas. |
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Ano de publicação: |
2015 |
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Fonte/Imprenta: |
2015. |
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Páginas: |
129 f. |
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Idioma: |
Português |
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Notas: |
Dissertação (Mestrado em Engenharia Ambiental) - Centro de Ciências Tecnológicas, Universidade Regional de Blumenau, Blumenau. Orientador: Lorena Benathar Ballod Tavares. Co-orientador: Patrícia Raquel Silva Zanoni. |
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Conteúdo: |
Uma das limitações do processo de obtenção de etanol de segunda geração é o elevado custo das enzimas utilizadas na liberação dos açúcares da holocelulose. Isolar micro-organismos produtores dessas enzimas e estudar a utilização de biomassas florestais como substrato para obtenção de açúcares tem sido tema de diversas pesquisas. Dessa forma, o presente estudo teve por objetivo principal estudar os resíduos de processamento de papel reciclado química e microbiologicamente com vistas à obtenção de micro-organismos produtores de enzimas holocelulolíticas para hidrólise de material lignocelulósico. Para isso, a parte experimental consistiu de 4 etapas, sendo elas: caracterização química e metagenômica dos resíduos de reciclagem de papel; estudo do isolamento e avaliação enzimática por cup-plate da microbiota dos resíduos; obtenção de extrato enzimático de um micro-organismo isolado e, por fim, avaliação da produção de açúcares fermentescíveis utilizando como biomassa os resíduos de papel e espécies florestais de eucalipto pré-tratado, em presença de enzima comercial. Nos testes de caracterização constataram-se valores elevados de umidade para o lodo e resíduo fibroso (82 e 91,8% respectivamente). O teor de cinzas foi de 8,3% para o resíduo fibroso e 36,5% para o lodo. Pela análise metagenômica o número de micro-organismos identificados foi de 73 espécies bacterianas e 275 espécies de eucariotos, superior ao número de isolados na segunda etapa, com 44 micro-organismos isolados (24 fungos e 20 bactérias). Da análise de produção enzimática, 71% dos fungos mostraram atividade para xilanase e celulase. Para as bactérias, 50% das colônias apresentaram atividade apenas para xilanase. Diante destes resultados, selecionou-se o fungo identificado como Penicillium sp. para cultivo em fermentação em estado sólido (FES). Das variáveis analisadas nesta etapa, umidade e quantidade de soja apresentaram maior influência nos resultados. Os maiores valores de atividade foram observados para a enzima β-glicosidase (6,60 U g-1) e xilanase (9,34 U g-1). Após a concentração do extrato bruto, o maior aumento ocorreu para a enzima Avicelase (18,4 vezes). Os 3 extratos com maior concentração de proteínas foram analisados por eletroforese em gel de poliacrilamida (SDS-PAGE), onde foram observadas bandas possivelmente relacionadas a todas enzimas analisadas. Nos experimentos de hidrólise, o resíduo fibroso apresentou as maiores médias de rendimento, atingindo cerca de 100% em comparação com 75,9% para o lodo, na condição de dosagem enzimática 30% (massa enzima/massa celulose). Foi possível observar a desestruturação das fibras de celulose do resíduo pelas imagens de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). A causa mais provável para os menores rendimentos do lodo é o teor mais elevado de cinzas, que dificultou o tamponamento da solução e, por consequência, a eficiência enzimática. Nos experimentos em maior escala com as mesmas condições de hidrólise houve queda significativa de rendimento, o que pode dificultar o scale-up do processo. Na hidrólise das espécies de eucalipto, o maior rendimento em glicose (76,7%) foi obtido pela espécie E. urophylla, em experimento diluído (5 g L-1 de substrato), e o menor (49,1%), também no ensaio diluído, foi para E. cloeziana. Este resultado pode ser justificado pela alta resistência à degradação desta última espécie. Concluiu-se que o isolamento de bactérias e fungos a partir de biomassa holocelulósica in natura pode ser uma técnica adequada para a seleção de linhagens com potencial para produção de enzimas, porém é fundamental o desenvolvimento de técnicas mais eficientes de concentração e purificação dos extratos enzimáticos. E por fim, a utilização dos resíduos de papel reciclado, em especial o resíduo fibroso, mostrou-se promissora para fins de produção de etanol de segunda geração. Para as espécies de eucalipto, é necessário o aprimoramento do pré-tratamento, principalmente para espécies mais resistentes, como E. cloeziana. MenosUma das limitações do processo de obtenção de etanol de segunda geração é o elevado custo das enzimas utilizadas na liberação dos açúcares da holocelulose. Isolar micro-organismos produtores dessas enzimas e estudar a utilização de biomassas florestais como substrato para obtenção de açúcares tem sido tema de diversas pesquisas. Dessa forma, o presente estudo teve por objetivo principal estudar os resíduos de processamento de papel reciclado química e microbiologicamente com vistas à obtenção de micro-organismos produtores de enzimas holocelulolíticas para hidrólise de material lignocelulósico. Para isso, a parte experimental consistiu de 4 etapas, sendo elas: caracterização química e metagenômica dos resíduos de reciclagem de papel; estudo do isolamento e avaliação enzimática por cup-plate da microbiota dos resíduos; obtenção de extrato enzimático de um micro-organismo isolado e, por fim, avaliação da produção de açúcares fermentescíveis utilizando como biomassa os resíduos de papel e espécies florestais de eucalipto pré-tratado, em presença de enzima comercial. Nos testes de caracterização constataram-se valores elevados de umidade para o lodo e resíduo fibroso (82 e 91,8% respectivamente). O teor de cinzas foi de 8,3% para o resíduo fibroso e 36,5% para o lodo. Pela análise metagenômica o número de micro-organismos identificados foi de 73 espécies bacterianas e 275 espécies de eucariotos, superior ao número de isolados na segunda etapa, com 44 micro-organismos isolados (2... Mostrar Tudo |
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Palavras-Chave: |
Etanol de segunda geração; Lodo; Second generation ethanol. |
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Thesagro: |
Eucalipto. |
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Thesaurus Nal: |
Eucalyptus; Screening; Sludge. |
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Categoria do assunto: |
X Pesquisa, Tecnologia e Engenharia |
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Marc: |
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Embrapa Florestas (CNPF) |
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