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http://tede.upf.br:8080/jspui/handle/tede/1453
???metadata.dc.type???: | Dissertação |
Title: | Prospecção de bactérias produtoras de amilases para sacarificação de microalgas |
Other Titles: | Prospecting of amylase-producing bacteria for saccharification of microalgae |
???metadata.dc.creator???: | Santos, Marilda Ferreira dos |
???metadata.dc.contributor.advisor1???: | Reinehr, Christian Oliveira |
???metadata.dc.description.resumo???: | Pesquisas relacionadas aos processos de produção de biocombustíveis através de microalgas designados de biocombustíveis de terceira geração, estão ganhando espaço no mundo em virtude da sua maior sustentabilidade, já que não competem diretamente com a produção de alimentos por áreas cultiváveis. A Spirulina platensis é uma microalga cuja composição química é conhecida, possuindo considerável potencial para a produção de biocombustíveis. Para que o processo seja viabilizado é necessário que os carboidratos presentes na microalga sejam transformados em açúcares fermentescíveis, sendo que a hidrólise da biomassa de microalgas pode ser realizada de maneira química ou enzimática. A hidrólise enzimática é considerada um processo mais conveniente em relação aos demais métodos, pois podem ser utilizadas enzimas produzidas por microrganismos, como fungos e bactérias. Inúmeros microrganismos estão no solo e na água, apresentando características específicas e distintas, de acordo com as condições e nutrientes disponíveis para se desenvolver. Objetivou-se a seleção de bactérias que produzam enzimas amilolíticas específicas para a hidrólise dos carboidratos da microalga Spirulina platensis. A pesquisa iniciou-se no estudo do pré-tratamento químicofísico da microalga, adaptação, crescimento e identificação dos microrganismos, a produção de extrato enzimático, caracterização e aplicação na microalga Spirulina platensis. Em relação aos pré-tratamentos os que mais disponibilizaram carboidratos foram pré-tratamento ácido a 6% de concentração liberando cerca de 60% de carboidratos e pré-tratamento alcalino a 12% disponibilizando 50% de carboidratos contidos na microalga. A partir das colunas de Winogradsky usadas para desenvolvimento de bactérias com caráter amilolítico, de 45 colônias isoladas 97% apresentaram características amilolíticas, sendo selecionadas qualitativamente 10 bactérias com maior potencial amilolítico. Estas foram submetidas a fermentação por período de 7 dias para produção de enzimas sendo, selecionadas 4 bactérias com maior atividade enzimática em menor tempo de incubação. Os extratos enzimáticos brutos demonstraram ser termoestáveis, sendo 2 com atividade enzimática residual acima de 60% a temperatura de 95°C. Os extratos foram avalidos em diferentes condições de pH sendo, que em pH 5,5 e 6,5 obtiveram atividade residual superior aos demais avaliados. Respectivamente os extratos enzimáticos bruto e purificado passaram por avaliações de transições eletrônicas e transições vibracionais demonstrando moléculas constituintes de proteínas e que possuíram composição orgânica semelhante. Os extratos enzimáticos brutos e purificados foram avaliados em biomassa Spirulina platensis por um período de 48h sendo que, um dos extratos obteve de 1,67 g/L de açúcares redutores em 24 h. Conclui-se que os extratos adquiridos possuem potencial amilolítico na biomassa tanto quanto em amido, demonstrando caráter termoestável em altas temperaturas, tornando inclusive estas enzimas passíveis para usos distintos, não apenas para sacarificação de microalgas. |
Abstract: | Research related to the production processes of biofuels through microalgae called third generation biofuels are gaining space in the world due to their greater sustainability, since they do not compete directly with the production of food by arable areas. Spirulina platensis is a microalgae whose chemical composition is known, with considerable potential for the production of biofuels. For the process to be viable it is necessary that the carbohydrates present in the microalga are transformed into fermentable sugars, and the hydrolysis of the microalgae biomass can be carried out in a chemical or enzymatic way. Enzymatic hydrolysis is considered to be a more convenient process compared to other methods, since enzymes produced by microorganisms such as fungi and bacteria can be used. Numerous microorganisms are in soil and water, presenting specific and distinct characteristics, according to the conditions and nutrients available to develop. The objective of this work was to select bacteria that produce specific amylolytic enzymes for the hydrolysis of the carbohydrates of the Spirulina platensis microalgae. The research began in the study of the microalgae chemical pre-treatment, adaptation, growth and identification of the microorganisms, the production of enzymatic extract, characterization and application in the microalga Spirulina platensis. In relation to the pre-treatments the ones that made the most carbohydrates were acid pre-treatment at 6% concentration, releasing about 60% carbohydrates and 12% alkali pre-treatment, providing 50% carbohydrates contained in the microalga. From the Winogradsky columns used for the development of amylolytic bacteria, from 45 isolated colonies, 97% had amylolytic characteristics, and 10 bacteria with a higher amylolytic potential were selected qualitatively. These were submitted to fermentation for 7 days for the production of enzymes, being selected 4 bacteria with higher enzymatic activity in a shorter incubation time. The crude enzymatic extracts showed to be thermostable, 2 with residual enzymatic activity above 60% at 95 ° C. The extracts were evaluated in different pH conditions, being that at pH 5.5 and 6.5 they obtained residual activity superior to the others evaluated. Respectively the crude and purified enzymatic extracts underwent evaluations of electronic transitions and vibrational transitions demonstrating molecules constituent of proteins and that they had similar organic composition. The crude and purified enzymatic extracts were evaluated in biomass Spirulina platensis for a period of 48h and one of the extracts obtained 1.67 g / L of reducing sugars in 24 h. It is concluded that the extracts obtained have amylolytic potential in the biomass as well as in starch, demonstrating a thermostable character at high temperatures, even making these enzymes suitable for different uses, not only for saccharification of microalgae. |
Keywords: | Bactérias Diástase Spirulina Biocombustíveis |
???metadata.dc.subject.cnpq???: | CIENCIA E TECNOLOGIA DE ALIMENTOS::ENGENHARIA DE ALIMENTOS |
???metadata.dc.language???: | por |
???metadata.dc.publisher.country???: | Brasil |
Publisher: | Universidade de Passo Fundo |
???metadata.dc.publisher.initials???: | UPF |
???metadata.dc.publisher.department???: | Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária – FAMV |
???metadata.dc.publisher.program???: | Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Alimentos |
Citation: | SANTOS, Marilda Ferreira dos. Prospecção de bactérias produtoras de amilases para sacarificação de microalgas. 2018. 97 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia de Alimentos) - Universidade de Passo Fundo, Passo Fundo, RS, 2018. |
???metadata.dc.rights???: | Acesso Aberto |
URI: | http://tede.upf.br/jspui/handle/tede/1453 |
Issue Date: | 28-Mar-2018 |
Appears in Collections: | Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Alimentos |
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