Produção de enzimas celulósicas, usando resíduos industriais e seu uso como biocatalisador na produção de biocombustíveis

Vieira, Margarida Sofia Rafael

http://hdl.handle.net/10400.1/683

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Authors

Vieira, Margarida Sofia Rafael

Advisor(s)

Costa, Maria Emília Lima

Carmo, José Manuel Batista do

Abstract(s)

Os microrganismos mais utilizados na produção industrial de celulases são todos de origem fúngica, como Aspergillus niger, Humicola insolens, Penicillium funiculosum e Trichoderma reesei. A natureza dos enzimas e do substrato são factores fundamentais para a hidrólise enzimática de celulases. Neste estudo a celulase comercial e extracto enzimático produzido são originários de Aspergillus niger. Estes fungos são sensíveis a variações de pH, temperatura e composição do meio. Produziu-se o microrganismo em sistema batch, usando meios de crescimento indutores de enzimas. Com o objectivo de estabelecer as condições óptimas para produção de biomassa activa, inicialmente testaram-se meios de fermentação com diferentes valores de pH. O valor de pH óptimo para produção de biomassa foi de 6,0 a uma temperatura de 40ºC. Foram testados 3 substratos ricos em celulose para produzir biomassa activa, farelo de trigo, algodão e carboximetilcelulose, e o farelo de trigo foi o substrato que produziu maior quantidade de biomassa microbiana activa. Utilizou-se a biomassa obtida a partir do fungo com enzimas celulásicas e avaliou-se a actividade enzimática do extracto enzimático bruto obtido em ensaios de catálise enzimática. A polpa de alfarroba, substrato celulósico, constituído por celulose, hemicelulose, pectina, compostos fenólicos, lípidos e cinzas foi utilizada como substrato na catálise enzimática com a finalidade de optimizar a disponibilidade de açúcares simples para a produção de bioetanol de 2ª geração a partir de um resíduo agro-industrial A actividade celulásica de conversão da celulose, hemicelulose presente na polpa de alfarroba foi determinada pelo teor de açúcares redutores obtidos após a reacção de catálise enzimática. Com a finalidade de adaptar os conhecimentos científicos na área da catálise enzimática a um módulo didáctico, num contexto de divulgação científica desenvolveu-se um módulo de aplicação. Desta forma implementou-se um ensaio ilustrativo da catálise onde se avaliou a actividade enzimática de celulase purificada produzida por A. niger por um método indirecto de perda de peso de algodão e do papel de jornal, utilizados como substratos celulósicos. A reacção foi realizada a uma temperatura de 50ºC. A perda de peso foi mais significativa quando se usou papel de jornal. Os enzimas produzidos e testados em diferentes substratos têm potencial para converter moléculas complexas de polissacáridos, como celulose e hemicelulose em açúcares e poderem iv ser usados como biocatalisadores para produção de biocombustíveis em processo fermentativo.