Produção de celulases e xilanases por uma nova espécie fúngica - Achaetomium lippiae URM 7547 - utilizando a fibra de coco verde pré-tratada por explosão a vapor
Endophytic microorganisms, which can be bacteria, fungi or protozoa, are poorly studied. It is estimated that there are more than 250,000 different species of plants and one million endophytes in the world, which characterizes an average of four associated species for each plant species. Because...
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| Otros Autores: | |
| Formato: | Dissertação |
| Lenguaje: | pt_BR |
| Publicado: |
Universidade Federal do Rio Grande do Norte
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| Materias: | |
| Acceso en línea: | https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/48367 |
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Repositório Institucional |
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Celulases Xilanases Achaetomium lippiae URM 7547 Fibra de coco verde Pré-tratamento por explosão a vapor Azevedo, Beatriz de Produção de celulases e xilanases por uma nova espécie fúngica - Achaetomium lippiae URM 7547 - utilizando a fibra de coco verde pré-tratada por explosão a vapor |
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Endophytic microorganisms, which can be bacteria, fungi or protozoa, are
poorly studied. It is estimated that there are more than 250,000 different species of plants
and one million endophytes in the world, which characterizes an average of four
associated species for each plant species. Because they are inside the plant, these
microorganisms can be a rich source of biomolecules of industrial interest, such as the
production of hemicellulolytic enzymes. In this context, this study was the first to study
the endophytic fungal species Achaetomium lippiae URM 7547, with the objective of
evaluating the production of cellulases and xylanases in submerged fermentation (FSm)
using the fiber of pre-treated blast-treated green coconut husk as a substrate. Initially, the
potential of A. lippiae URM 7547 to produce hydrolases (amylase, lipase, protease,
cellulase, xylanase and pectinase) in solid culture media (72 h at 30 °C) with specific
inducing substrates was evaluated. As a control, for comparison of results, growth of the
fungus Thricoderma reesei CCT 2768 was used under the same induction conditions. A.
lippiae URM 7547 presented itself as a potential producer of amylases, proteases and
cellulases, with an enzyme index (IE) greater than 1.5, as well as T. reesei CCT 2768.
The yield of substrate conversion into cell biomass (Yx/s) of A. lippiae URM 7547 and its
maximum growth rate (µmax) in liquid medium containing glucose or xylose in three
concentrations and nutrient medium with mineral sources were also quantified. and
nitrogen in order to verify if the fungus is adept to submerged crops and what is the best
condition for its growth. The best results for the liquid medium containing glucose were
at 96 h of culture in the medium containing peptone and yeast extract, with Yx/s equal to
0.062 ± 0.04 g.g-1, 0.072 ± 0.04 g.g-1, and 0.076 ± 0.03 g.g-1, for the initial concentrations
of 5, 10 and 20 g.L-1 of sugar, respectively. For the medium containing xylose, the best
result was during 144 h of cultivation, with Yx/s values equal to 0.52 ± 0.08 g.g-1, 0.59 ± 0.09 g.g-1
and 0.65 ± 0.03 g.g-1 to 5, 10 and 20 g.L-1, respectively, in the same medium
containing peptone and yeast extract. Finally, the pre-treatment of green coconut biomass
and FSm were carried out for the production of cellulases and xylanases. The
lignocellulosic characterization of green coconut fiber in natura and after pre-treatment
by steam explosion indicated that there was a 14% decrease in extractables in the pretreated fiber in relation to in natura fiber, since these materials are easily removed by
solvents. There was also an 8% increase in cellulose content and a 6% decrease in
hemicellulose, while lignin remained statistically the same (p>0.05). In FSm, the
conditions of 33 °C, initial concentration of 109 spores.mL-1, and 30.0 g.L-1 of pre-treated
biomass were the ones that led to a better yield in relation to the four quantified enzymes,
with enzymatic activities (U.mL-1) of 0.41 ± 0.06, 5.94 ± 0.31, 0.08 ± 0.03 and 9.12 ±
0.28 for FPase, CMCase, cellobiase and xylanase, respectively. Finally, A. lippiae URM
7547 proved to be a good producer of cellulases and xylanases, in addition to other
hydrolytic enzymes such as amylases and proteases, with an excellent growth
performance in submerged media. |
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Santos, Everaldo Silvino dos |
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ri-123456789-483672022-07-06T19:42:07Z Produção de celulases e xilanases por uma nova espécie fúngica - Achaetomium lippiae URM 7547 - utilizando a fibra de coco verde pré-tratada por explosão a vapor Production of cellulases and xylanases by a new fungal species – Achaetomium lippiae URM 7547 – using green coconut fiber pre-treated by steam explosion Azevedo, Beatriz de Santos, Everaldo Silvino dos https://orcid.org/0000-0001-7384-1140 http://lattes.cnpq.br/4330639792072559 Souza Filho, Pedro Ferreira de Sousa Júnior, Francisco Canindé de https://orcid.org/0000-0003-2042-4348 http://lattes.cnpq.br/3721560802857426 Viana, Marcelino Gevilbergue Celulases Xilanases Achaetomium lippiae URM 7547 Fibra de coco verde Pré-tratamento por explosão a vapor Endophytic microorganisms, which can be bacteria, fungi or protozoa, are poorly studied. It is estimated that there are more than 250,000 different species of plants and one million endophytes in the world, which characterizes an average of four associated species for each plant species. Because they are inside the plant, these microorganisms can be a rich source of biomolecules of industrial interest, such as the production of hemicellulolytic enzymes. In this context, this study was the first to study the endophytic fungal species Achaetomium lippiae URM 7547, with the objective of evaluating the production of cellulases and xylanases in submerged fermentation (FSm) using the fiber of pre-treated blast-treated green coconut husk as a substrate. Initially, the potential of A. lippiae URM 7547 to produce hydrolases (amylase, lipase, protease, cellulase, xylanase and pectinase) in solid culture media (72 h at 30 °C) with specific inducing substrates was evaluated. As a control, for comparison of results, growth of the fungus Thricoderma reesei CCT 2768 was used under the same induction conditions. A. lippiae URM 7547 presented itself as a potential producer of amylases, proteases and cellulases, with an enzyme index (IE) greater than 1.5, as well as T. reesei CCT 2768. The yield of substrate conversion into cell biomass (Yx/s) of A. lippiae URM 7547 and its maximum growth rate (µmax) in liquid medium containing glucose or xylose in three concentrations and nutrient medium with mineral sources were also quantified. and nitrogen in order to verify if the fungus is adept to submerged crops and what is the best condition for its growth. The best results for the liquid medium containing glucose were at 96 h of culture in the medium containing peptone and yeast extract, with Yx/s equal to 0.062 ± 0.04 g.g-1, 0.072 ± 0.04 g.g-1, and 0.076 ± 0.03 g.g-1, for the initial concentrations of 5, 10 and 20 g.L-1 of sugar, respectively. For the medium containing xylose, the best result was during 144 h of cultivation, with Yx/s values equal to 0.52 ± 0.08 g.g-1, 0.59 ± 0.09 g.g-1 and 0.65 ± 0.03 g.g-1 to 5, 10 and 20 g.L-1, respectively, in the same medium containing peptone and yeast extract. Finally, the pre-treatment of green coconut biomass and FSm were carried out for the production of cellulases and xylanases. The lignocellulosic characterization of green coconut fiber in natura and after pre-treatment by steam explosion indicated that there was a 14% decrease in extractables in the pretreated fiber in relation to in natura fiber, since these materials are easily removed by solvents. There was also an 8% increase in cellulose content and a 6% decrease in hemicellulose, while lignin remained statistically the same (p>0.05). In FSm, the conditions of 33 °C, initial concentration of 109 spores.mL-1, and 30.0 g.L-1 of pre-treated biomass were the ones that led to a better yield in relation to the four quantified enzymes, with enzymatic activities (U.mL-1) of 0.41 ± 0.06, 5.94 ± 0.31, 0.08 ± 0.03 and 9.12 ± 0.28 for FPase, CMCase, cellobiase and xylanase, respectively. Finally, A. lippiae URM 7547 proved to be a good producer of cellulases and xylanases, in addition to other hydrolytic enzymes such as amylases and proteases, with an excellent growth performance in submerged media. Os microrganismos endófitos, que podem ser bactérias, fungos ou protozoários, são pouco estudados. Estima-se que existam mais de 250.000 diferentes espécies de plantas e um milhão de endofíticos no mundo, o que caracteriza uma média de quatro espécies associadas para cada espécie vegetal. Por estarem dentro da planta, esses microrganismos podem ser uma rica fonte de biomoléculas de interesse industrial, como é o caso da produção de enzimas hemiceluloliticas. Neste contexto, este estudo foi o primeiro a estudar a espécie fúngica endofítica Achaetomium lippiae URM 7547, tendo por objetivo avaliar a produção de celulases e xilanases em fermentação submersa (FSm) utilizando como substrato a fibra da casca de coco verde pré-tratada por explosão a vapor. Inicialmente avaliou-se o potencial de A. lippiae URM 7547 em produzir hidrolases (amilase, lipase, protease, celulase, xilanase e pectinase) em meios de cultivo sólido (72 h a 30 °C) com substratos indutores específicos. Como controle, para comparação de resultados, utilizou-se o crescimento do fungo Thricoderma reesei CCT 2768 sob mesmas condições de indução. A. lippiae URM 7547 apresentou-se como um potencial produtor de amilases, proteases e celulases, com um índice enzimático (IE) maior que 1,5, assim como o T. reesei CCT 2768. Quantificou-se também o rendimento de conversão de substrato em biomassa celular (Yx/s) de A. lippiae URM 7547 e sua velocidade máxima de crescimento (µmáx) em meio líquido contendo glicose ou xilose em três concentrações e meios nutrientes com fontes de minerais e nitrogênio variadas com o intuito de verificar se o fungo é adepto a cultivos submersos e qual a melhor condição para seu crescimento. Os melhores resultados para o meio líquido contendo glicose foi em 96 h de cultivo no meio contendo peptona e extrato de levedura, com Yx/s iguais a 0,062 ± 0,04 g.g-1, 0,072 ± 0,04 g.g1, e 0,076 ± 0,03 g.g-1, para as concentrações iniciais de 5, 10 e 20 g.L-1 de açúcar, respectivamente. Para o meio contendo xilose, o melhor resultado foi durante 144 h de cultivo, com valores de Yx/s iguais a 0,52 ± 0,08 g.g-1, 0,59 ± 0,09 g.g-1 e 0,65 ± 0,03 g.g-1 para 5, 10 e 20 g.L-1, respectivamente, no mesmo meio contendo peptona e extrato de levedura. Por fim, conduziu-se o pré-tratamento da biomassa de coco verde e a FSm para produção de celulases e xilanases. A caracterização lignocelulósica da fibra de coco verde in natura e após o pré-tratamento por explosão a vapor indicou que houve uma diminuição de 14% de extraíveis na fibra pré-tratada em relação à fibra in natura, visto esses materiais serem de fácil remoção por solventes. Houve ainda um aumento em 8% no teor de celulose e uma diminuição de 6% de hemicelulose, enquanto a lignina permaneceu estatisticamente igual (p>0,05). Na FSm, as condições de 33 °C, concentração inicial de esporos de 109 mL-1, e 30,0 g.L-1 de biomassa pré-tratada foram as que levaram a um melhor rendimento com relação às quatro enzimas quantificadas, com atividades enzimáticas (U.mL-1) de 0,41 ± 0,06, 5,94 ± 0,31, 0,08 ± 0,03 e 9,12 ± 0,28 para FPase, CMCase, celobiase e xilanase, respectivamente. Por fim, A. lippiae URM 7547 demonstrou ser um bom produtor de celulases e xilanases, além de outras enzimas hidrolíticas como é o caso de amilases e proteases, com um ótimo rendimento de crescimento em meios submersos. 2022-07-06T19:41:33Z 2022-07-06T19:41:33Z 2022-05-20 masterThesis AZEVEDO, Beatriz de. Produção de celulases e xilanases por uma nova espécie fúngica - Achaetomium lippiae URM 7547 - utilizando a fibra de coco verde pré-tratada por explosão a vapor. 2022. 100f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2022. https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/48367 pt_BR Acesso Aberto application/pdf Universidade Federal do Rio Grande do Norte Brasil UFRN PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA |