Otimização do cultivo de Penicillium funiculosum para a produção de hidrolases visando a sua aplicação na desconstrução da biomassa lignocelulósica

O objetivo geral deste trabalho é o desenvolvimento de um bioprocesso que maximize a produção de hidrolases por Penicillium funiculosum ATCC 11797, utilizando uma mistura otimizada de celulignina parcialmente deslignificada (CPD) de bagaço de cana-de-açúcar e farelo de trigo (FT), que é reportado como um excelente provedor de proteínas, aminoácidos e vitaminas.

Primeiramente, estudou-se o tempo de pré-inóculo, chegando-se às condições de 72h e proporção volumétrica de 10% em relação ao volume de meio de produção. Realizou-se um planejamento experimental DCCR para otimizar a concentração de CPD e FT, chegando a 15,1 g/L e 5 g/L, respectivamente.

Duas configurações de biorreatores foram testadas, uma coluna de bolhas (CB) e um agitado mecanicamente (STR), sendo o último mais eficiente, gerando um coquetel enzimático concentrado que possui as seguintes atividades:

Foi avaliado ainda o perfil eletroforético dos preparados obtidos, demonstrando, por exemplo, que há, provavelmente, uma única proteína de 134 kDa responsável pela atividade β-glucosidásica presente no concentrado.

Realizou-se, também, avaliações do potencial hidrolítico dos concentrados obtidos. Não foram encontradas diferenças cinéticas de liberação de glicose pelos concentrados oriundos da CB e do STR, demonstrando a grande estabilidade do fungo em produzir as hidrolases, mesmo estando em condições reológicas distintas.

Foi analisado o efeito da carga de sólidos no desempenho do coquetel durante hidrólise enzimática, chegando-se a 96,4% de eficiência em 72h (Carga de sólidos de 25g/L e carga protéica de 10mg/g). Estudou-se a adoção do regime em batelada alimentada de sólidos na hidrólise, o que gerou um xarope com 98,6 g/L de glicose, em 192h. Ao se reduzir a carga inicial de sólidos da batelada alimentada para 50 g/L, chegou-se na concentração de glicose de 84 g/L, porém na metade do tempo.

Por último, averiguou-se a influência da adição de albumina e polietilenoglicol na ação enzimática, sendo este último mais eficiente, liberando 62% a mais de glicose (sinergismo de 1,62) do que sem a adição dos suplementos, demonstrando ser uma alternativa viável para se produzir um xarope rico em glicose.

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