Corpo Discente - Egressos
Eloane Daize Gomes Dallastra
| Título | PRODUÇÃO DE AGENTE DE CONTROLE BIOLÓGICO E LIPASES POR CULTIVO EM ESTADO SÓLIDO DE FUNGOS FILAMENTOSOS A PARTIR DE SUBPRODUTOS REGIONAIS DO CERRADO | ||||||||||||||||||||||||
| Data da Defesa | 12/03/2024 | ||||||||||||||||||||||||
| Download | Visualizar a Tese(2.18MB) | ||||||||||||||||||||||||
Banca
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| Palavras-Chaves | Enzimas; Fungo Metarhirzium anisopliae; Fungo Aspergillus flavus; Resíduos agroindustriais; Economia local; Desenvolvimento regional. | ||||||||||||||||||||||||
| Resumo | Atualmente, existe um grande interesse por agentes de controle biológico e enzimas, a exemplo das lipases. Contudo, esses bioprodutos possuem processos de produção que apresentam custos elevados e desafios que devem ser considerados e explorados. Este trabalho teve como objetivo a produção de um agente de controle biológico e lipases, por Cultivo em Estado Sólido (CES) de fungos filamentosos e a valorização de subprodutos regionais. Na primeira fase deste trabalho, foi desenvolvido um biorreator de bandejas em escala piloto que permite a intensificação do processo combinando operações upstream e cultivo em um único equipamento. O equipamento possui um sistema de atomização de suspensão de esporos, solução nutritiva e água de resfriamento acima do meio de cultivo e um sistema de esterilização a vapor. Para validar o biorreator foram realizados dois estudos de caso. No primeiro, o agente de controle biológico Metarhizium anisopliae (Metsch) IBCB 425 foi cultivado sobre resíduos agroindustriais. A produção de conídios/mL obtida com a mistura de farelo de trigo e quirera de arroz foi de (16,7 ± 0,46) × 108 , o que é estatisticamente maior (α =0,05) que a produção de conídios de (8,59 ± 1,60) × 108 cultivados na testemunha (Arroz Tipo I). No segundo estudo de caso, lipases de M. anisopliae (Metsch) IBCB 425 foram produzidas em um resíduo agroindustrial, o bagaço do coco babaçu, e a média da Atividade Enzimática (AE) foi de 5,64 ± 0,45 U/mL com base em 36 cultivos. Na segunda fase deste trabalho, foram produzidas lipases de Aspergillus flavus, visando um processo econômico e sustentável. Primeiramente, foi realizada a caracterização morfológica, identificação molecular e avaliação da toxicidade do fungo. Após, foi obtida a cinética de produção de lipases de A. flavus por CES, utilizando como substrato o subproduto bagaço do coco babaçu, onde foi observado um valor máximo de AE de 6,13 U/mL, que ocorreu após nove dias de cultivo. Por fim, foi realizado um teste de robustez da linhagem em uma série de bateladas de produção de lipases, a fim de avaliar a capacidade do fungo em manter as suas características morfológicas e produção de lipases, ao reutilizar os seus conídios remanescentes no substrato em cultivos subsequentes. No teste de robustez, o fungo manteve a maioria de suas características morfológicas e apresentou um valor máximo de produção de lipases de 8,7 U/mL no quinto dia de cultivo, no segundo ciclo de reuso dos conídios. Os resultados obtidos neste trabalho, mostraram que o biorreator de bandejas desenvolvido pode produzir fungos e lipases de forma a reduzir o manuseio, energia, custos e tempo de processo. Além disso, os resultados obtidos através do teste de robustez realizado mostraram um rendimento superior de produção de lipases em menos tempo de cultivo do fungo, tornando possível a obtenção dessa enzima de uma maneira mais econômica, eficiente e sustentável. | ||||||||||||||||||||||||
| Abstract | Currently, there is great interest in biological control agents and enzymes, such as lipases. However, these bioproducts have production processes that present high costs and challenges that must be considered and explored. This work aimed to produce a biological control agent and lipases, by Solid State Cultivation (CES) of filamentous fungi and the valorization of regional by-products. In the first phase of this work, a pilot-scale tray bioreactor was developed that allows process intensification by combining upstream operations and cultivation in a single piece of equipment. The equipment has an atomization system of spore suspension, nutrient solution and cooling water above the cultivation medium and a steam sterilization system. To validate the bioreactor, two case studies were carried out. In the first, the biological control agent Metarhizium anisopliae (Metsch) IBCB 425 was cultivated on agro-industrial residues. The production of conidia/mL obtained with the mixture of wheat bran and rice grits was (16.7 ± 0.46) × 108, which is statistically higher (α =0.05) than the production of conidia of (8.59 ± 1.60) × 108 cultivated in the control (Type I rice). In the second case study, lipases from M. anisopliae (Metsch) IBCB 425 were produced in an agro-industrial waste, babassu coconut bagasse, and the average Enzyme Activity (AE) was 5.64 ± 0.45 U/mL based on 36 crops. In the second phase of this work, lipases from Aspergillus flavus were produced, aiming for an economical and sustainable process. Firstly, the morphological characterization, molecular identification and toxicity assessment of the fungus were carried out. Afterwards, the production kinetics of A. flavus lipases was obtained by CES, using the by-product babassu coconut bagasse as a substrate, where a maximum AE value of 6.13 U/mL was observed, which occurred after nine days of cultivation. Finally, a strain robustness test was carried out in a series of lipase production batches, in order to evaluate the fungus` ability to maintain its morphological characteristics and lipase production, by reusing its remaining conidia in the substrate in cultures. subsequent ones. In the robustness test, the fungus maintained most of its morphological characteristics and presented a maximum lipase production value of 8.7 U/mL on the fifth day of cultivation, in the second cycle of conidia reuse. The results obtained in this work showed that the tray bioreactor developed can produce fungi and lipases in a way that reduces handling, energy, costs and process time. Furthermore, the results obtained through the robustness test carried out showed a higher yield of lipase production in less fungus cultivation time, making it possible to obtain this enzyme in a more economical, efficient and sustainable way. | ||||||||||||||||||||||||
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