Resíduo de palma como substrato para a produção do complexo enzimático celulolítico - Subprojeto C1 projeto BIOPAL - Vale S. A.

Abstract

Resumo: Complexos celulolíticos são compostos por três tipos de celulases: endoglucanases, exoglucanases e ?-glicosidases. Industrialmente os fungos mais utilizados para a produção de celulases são o Trichoderma reesei e o Aspergillus niger, utilizando processo de fermentação submersa com sólido em suspensão (FSS), sendo que há poucas indústrias que utilizam resíduos para a produção desse complexo enzimático. As celulases possuem aplicação na indústria de alimentos, têxtil, de papel e celulose, na produção de biocombustíveis, entre outras aplicações. Este trabalho, um subprojeto da Projeto BioPal (Vale S.A), teve como objetivo a seleção de microrganismos, otimização da produção, concentração do produto e aumento de escala, para produção de celulases a partir de resíduo de palma. Neste trabalho foram testadas linhagens de Trichoderma sp., Aspergillus niger, Phanerochaete sp., Ganoderma sp. e Lentinus sp. para a produção de enzimas celulolíticas, usando resíduo de cacho de fruto vazio de palma como substrato em Fermentação submersa com sólidos suspensos. Com o fungo Phanerochaete sp obteve-se maior produção de celulases, porém, este fungo é conhecido por ser um bom produtor de enzimas ligninolíticas. A máxima produção de celulases foi alcançada no 4? dia de fermentação a 28 ?C, pH 5.7, com o fungo Phanerochaete sp., atingindo valores de atividade de FPase de 364 IU/L (aumento de 296 % em relação à atividade após a escolha da fonte de nitrogênio) e CMCase de 2864 IU/L (aumento de 180 % em relação à atividade após a escolha da fonte de nitrogênio), utilizando o resíduo sólido de palma (cacho de fruto vazio) como fonte de carbono. A granulometria do resíduo sólido de palma utilizado foi entre 0,35 mm e 0,85 mm e concentração de 15 g/L, ureia como fonte de nitrogênio (2 g/L), KH2PO4 (4 g/L), celulose microcristalina avicel como indutor (2 g/L) e utilizando a fermentação submersa com sólidos suspensos. Com esse trabalho pode-se verificar a produção do complexo celulolítico Phanerochaete sp. (PH-HD), abrindo espaço para novos estudos utilizando este fungo, para o qual não há muitos relatos na literatura, na produção do complexo celulolítico.

Abstract: Cellulolytic complex are enzymes that are composed of three cellulases: endoglucanases, exoglucanases and ?-glucosidades. Industrially, the most used fungi for the production of cellulases, are Trichoderma reesei and Aspergillus niger, using submerged fermentation, and there are just a few industries that use residues to the enzyme production. Cellulases are applicable in the food, textile, pulp and paper industries, biofuel, among other applications. This work, a subproject of the Project Biopal (Vale S.A) had, like objective, the screening of microorganisms, optimization of the production, product concentration and scaleup of the process, to production of cellulases using palm residue as substrate. In this work the strains Trichoderma sp., Aspergillus niger, Phanerochaete sp., Ganoderma sp. and Lentinus sp. were tested for cellulases complexes production under SFFs. Phanerochaete sp. (PH-HD) presented higher capacity of cellulases production, although this fungi is known to be a producer of lignolytic enzymes. The higher production of cellulases was achieved in the 4th day of fermentation, at 28 ?C, pH 5.7, with the fungi Phanerochaete sp., reaching values of FPase activity of 364 IU L-1 (an increase of 296 % related to the activity after the choice of the nitrogen source) and CMCase of 2864 IU L-1 (an increase of 180 % related to the activity after the choice of the nitrogen source), using palm residue (empty fruit bunch) as carbon source. The granulometry of the palm residue used was betweenm0,35 mm e 0,85 mm and 15 g/L of concentration,under SFFs using palm residue as carbon source, urea as nitrogen source (2 g/L), KH2PO4 (4 g/L), microcrystalline cellulose avicel as inducer (2 g/L) . With this work the cellulolytic complex production was verified with Phanerochaete sp., opening new studies using this fungi, which is not a lot related in the literature.