Estudo da produção de pectinase por fermentação em estado sólido utilizando pedúnculo de caju como substrato

Pectinolytic enzymes, or simply pectinases, are complex enzymes that degrade pectic polymers. They have many uses, such as fruit juice extraction and purification, textile fiber treatment and vegetal oil extraction. The aim of this work was to study the kinetics of pectinases production by solid-state fermentation, using dry cashew apple residue as substrate and the microorganism Aspergillus niger CCT 0916. The influence of the initial medium moisture and medium supplementation with a source of nitrogen and phosphorus was evaluated using the factorial experimental planning and response surface methodology. Ammonia sulphate and potassium phosphate were used as nitrogen and phosphorus source, respectively. The variables time of contact (T) and ratio volume solvent/fermented medium (RZ), in systems with and without agitation, were evaluated in order to study the best extraction condition of the produced enzyme. Washed and unwashed cashew apple residues were tested as the growth medium. The unwashed residue was obtained by drying the residue after the extraction of the juice, while the washed residue was obtained by water washing 5 times using the proportion of 1 kg pulp/2 liters of water. Samples were taken every 12 hours for moisture content, pH, protein, reducing sugars, polygalacturonase activity (PG) and viscosity reduction. The physical-chemical composition of the residues had different sugar and pectin levels. For the unwashed residue, the peak activity was reached with 40% of initial moisture content, 1% of nitrogen supplementation without phosphorus addition after 30 hours of process. These conditions led to 16 U/g of PG activity and 82% of viscosity reduction. The calculated models reached similar values to the experimental ones in the same process conditions: 15.55 U/g of PG and 79.57% of viscosity eduction. Similarly, the greatest enzyme production for washed residue was reached with 40% initial moisture content, 1% nitrogen supplementation without phosphorus addition after 22 hours of cultivation. In this condition it was obtained polygalacturonase activity of 9.84 U/g and viscosity reduction of 81.36%. These values are close to experimental values that were of 10.1 U/g and 81%, respectively. The conditions that led to the best PG activity results was the agitated one and the best extraction condition was obtained with 100 minutes of solvent/medium contact and RZ of 5 (mL/g)

Produção de bioetanol a partir de pedúnculo de caju (Anacardium occidentale L.) por fermentação submersa

Recently, global demand for ethanol fuel has expanded very rapidly, and this should further increase in the near future, almost all ethanol fuel is produced by fermentation of sucrose or glucose in Brazil and produced by corn in the USA, but these raw materials will not be enough to satisfy international demand. The aim of this work was studied the ethanol production from cashew apple juice. A commercial strain of Saccharomyces cerevisiae was used for the production of ethanol by fermentation of cashew apple juice. Growth kinetics and ethanol productivity were calculated for batch fermentation with different initial sugar (glucose + fructose) concentration (from 24.4 to 103.1 g.L-1). Maximal ethanol, cell and glycerol concentrations (44.4 g.L-1, 17.17 g.L-1, 6.4 g.L-1, respectively) were obtained when 103.1 g.L-1 of initial sugar concentration were used, respectively. Ethanol yield (YP/S) was calculated as 0.49 g (g glucose + fructose)-1. Pretreatment of cashew apple bagasse (CAB) with dilute sulfuric acid was investigated and evaluated some factors such as sulfuric acid concentration, solid concentration and time of pretreatment at 121°C. The maximum glucose yield (162.9 mg/gCAB) was obtained by the hydrolysis with H2SO4 0.6 mol.L-1 at 121°C for 15 min. Hydrolysate, containing 16 ± 2.0 g.L-1 of glucose, was used as fermentation medium for ethanol production by S. cerevisiae and obtained a ethanol concentration of 10.0 g.L-1 after 4 with a yield and productivity of 0.48 g (g glucose)-1 and 1.43 g.L-1.h-1, respectively. The enzymatic hydrolysis of cashew apple bagasse treated with diluted acid (CAB-H) and alkali (CAB-OH) was studied and to evaluate its fermentation to ethanol using S. cerevisiae. Glucose conversion of 82 ± 2 mg per g CAB-H and 730 ± 20 mg per g CAB-OH was obtained when was used 2% (w/v) of solid and loading enzymatic of 30 FPU/g bagasse at 45 °C. Ethanol concentration and productivity was achieved of 20.0 ± 0.2 g.L-1 and 3.33 g.L-1.h-1, respectively when using CAB-OH hydrolyzate (initial glucose concentration of 52.4 g.L-1). For CAB-H hydrolyzate (initial glucose concentration of 17.4 g.L-1), ethanol concentration and productivity was 8.2 ± 0.1 g.L-1 and 2.7 g.L-1.h-1, respectively. Hydrolyzates fermentation resulted in an ethanol yield of 0.38 g/g glucose and 0.47 g/g glucose, with pretreated CABOH and CAB-H, respectively. The potential of cashew apple bagasse as a source of sugars for ethanol production by Kluyveromyces marxianus CE025 was evaluated too in this work. First, the yeast CE025 was preliminary cultivated in a synthetic medium containing glucose and xylose. Results showed that it was able to produce ethanol and xylitol at pH 4.5. Next, cashew apple bagasse hydrolysate (CABH) was prepared by a diluted sulfuric acid pre-treatment. The fermentation of CABH was conducted at pH 4.5 in a batch-reactor, and only ethanol was produced by K. marxianus CE025. The influence of the temperature in the kinetic parameters was evaluated and best results of ethanol production (12.36 ± 0.06 g.L-1) was achieved at 30 ºC, which is also the optimum temperature for the formation of biomass and the ethanol with a volumetric production rate of 0.25 ± 0.01 g.L-1.h-1 and an ethanol yield of 0.42 ± 0.01 g/g glucose. The results of this study point out the potential of the cashew apple bagasse hydrolysate as a new source of sugars to produce ethanol by S. cerevisiae and K. marxianus CE025. With these results, conclude that the use of cashew apple juice and cashew apple bagasse as substrate for ethanol production will bring economic benefits to the process, because it is a low cost substrate and also solve a disposal problem, adding value to the chain and cashew nut production

Resíduos orgânicos como recondicionante de subsolo degradado e efeitos na atividade microbiana e fertilidade em cultivo de barbatimão

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Adubação química e orgânica na recuperação da fertilidade de subsolo degradado e na micorrização do Stryphnodendron polyphyllum

Com a construção da usina hidrelétrica de Ilha Solteira no final da década de 1960, algumas áreas foram desmatadas, servindo como área de empréstimo. Os solos dessas áreas foram retirados e estas adquiriram características físicas, químicas e biológicas distantes das ideais. Este trabalho objetivou avaliar os efeitos da aplicação da adubação química e orgânica na fertilidade do subsolo degradado e micorrização de Stryphnodendron polyphyllum (barbatimão). A área localiza-se na fazenda de Ensino, Pesquisa e Extensão (FEPE) da UNESP/Ilha Solteira, em Selvíria - MS. Com delineamento de blocos ao acaso, em parcelas de 250 m² (10 x 25 m), foram avaliados 10 tratamentos: testemunha; calagem; adubação N + P; calagem + N + P; N + P + aguapé; N + P + bagaço de cana; N + P + aguapé + bagaço de cana; calagem + N + P + aguapé; calagem + N + P + bagaço de cana; e calagem + N + P + bagaço de cana + aguapé. Avaliaram-se as características químicas do solo e o crescimento do barbatimão em cinco períodos (junho, agosto, novembro e dezembro de 2005 e março de 2006), e a micorrização, em março de 2006. Observou-se que o subsolo continuou apresentando caráter ácido e pobreza em nutrientes após um ano de avaliação. O crescimento da planta aumentou ao longo do período, com os maiores valores para os tratamentos que receberam calagem, adubação e resíduos orgânicos, especialmente o aguapé. A colonização micorrízica foi influenciada positivamente pela presença de resíduos orgânicos, e o número de esporos, pelos tratamentos com presença de aguapé.

Predição da digestibilidade da matéria seca de rações em coelhos em crescimento

O experimento foi realizado com o objetivo de predizer a digestibilidade da matéria seca (MS) de rações para coelhos em crescimento mediante equações baseadas no conceito de entidade nutritiva ideal. Foram usados 100 coelhos do Grupo Genético Botucatu, com 42 dias de idade. Testaram-se 16 rações contendo alimentos volumosos (papel, sabugo de milho, bagaço de cana ou maravalha de pínus), mais milho, farelo de soja, óleo de soja, caulim e sal comum. Os volumosos foram incluídos em quatro níveis, para se obter 22, 28, 34 ou 40% de fibra em detergente neutro (FDN) e 16% de proteína bruta (PB). O experimento foi realizado em duas fases, em delineamento experimental de blocos ao acaso. Observou-se efeito linear positivo da FDN sobre o consumo de MS. As médias de digestibilidade da MS variaram entre 60,10 e 80,78%. Houve efeito linear negativo da FDN, bem como interação do teor de FDN × volumoso, sobre a digestibilidade aparente da MS. Ao contrário dos componentes fibrosos, a proteína bruta PB e o conteúdo celular comportaram-se como entidade nutritiva ideal. Para predizer a digestibilidade da MS, testaram-se três modelos e o melhor baseou-se no teor de conteúdo celular, com digestibilidade verdadeira fixada em 1; outro no teor de FDN, cuja digestibilidade foi predita mediante uma equação empírica; e o terceiro, na perda endógena de conteúdo celular, considerada proporcional ao consumo de MS. A principal dificuldade na formulação de modelos para predizer a digestibilidade aparente da MS em coelhos é estimar com precisão a digestibilidade da FDN e a perda endógena de conteúdo celular. É necessário avaliar em estudos futuros o uso de maiores níveis de fibra nas rações. Para rações com níveis de fibra situados na amplitude deste estudo, recomenda-se usar o modelo 3, que inclui, além da fibra em detergente neutro, a fibra em detergente ácido e a lignina.

Desempenho ponderal de bovinos Nelore suplementados com fontes alternativas de fósforo

O desempenho produtivo e a possível interferência do flúor sobre a saúde dos animais foram investigados em bovinos Nelore suplementados, por 866 dias, com distintas fontes alternativas de fósforo com diferentes relações fósforo:fluor (P:F). Os tratamentos experimentais foram: Controle negativo (CONTNEG, sem qualquer suplementação com P), fosfato bicálcico (FB 120:1, FB 30:1 e FB 10:1), fosfato monobicálcico (FMBC 60:1), superfosfato triplo (SFT 30:1) e fosfato de rocha de Cajati (FR 10:1). Foram utilizados 49 novilhos, desmamados aos oito meses de idade, castrados e com 230 kg de peso médio, distribuídos em sete piquetes com água e mistura mineral formulada sem P. A dieta padrão foi feita com bagaço de cana (0,03% de P) como volumoso e um concentrado contendo 0,239 % de P oferecido na base de 1% do peso dos animais para permitir um ganho de peso aproximado de 0,50 kg/dia. Até o dia 134, não houve diferença estatística entre os diversos lotes, inclusive para o tratamento CONTNEG, que não recebeu fósforo suplementar na dieta e ganhou 71,6 kg de peso ou 0,633 kg/dia. Após 866 dias de confinamento (2,37 anos), os animais suplementados com o fosfato bicálcico padrão (120:1) ganharam menos peso que os suplementados com as fontes FMCB 60:1, FB 30:1 e SFT 30:1. Até um ano de suplementação fosfórica com fosfato bicálcico padrão (120:1) artificialmente fluoretado com NaF ou com o fosfato de rocha não se detectou danos à saúde ou ao ganho de peso dos animais. As análises de fósforo nos ossos mostraram diferença estatística apenas entre o tratamento CONTNEG e os que tinham fosfato bicálcico. As concentrações de flúor nos ossos se mostraram intimamente associadas à quantidade de flúor disponível nas fontes utilizadas. Conforme a proporção P:F na dieta foi diminuindo, características relacionadas à fluorose dentária ficaram mais evidentes, sendo que os animais que receberam fontes com relação 10:1, apresentaram, ao final do experimento, dentes incisivos permanentes mal formados, quebradiços e com manchas esbranquiçadas.

Pectinase production by Penicillium viridicatum RFC3 by solid state fermentation using agricultural wastes and agro-industrial by-products

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Evaluation of new red winemaking technologies through consumer liking

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Production and partial characterization of polygalacturonases produced by thermophilic Monascus sp N8 and by thermotolerant Aspergillus sp N12 on solid-state fermentation

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Pectinase production by fungal strains in solid-state fermentation using agro-industrial bioproduct

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Production of xylanase and CMCase on solid state fermentation in different residues by Thermoascus aurantiacus miehe

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

CULTIVATION of THE EDIBLE MUSHROOM OUDEMANSIELLA CANARII (JUNGH.) HÖHN. IN LIGNOCELLULOSIC SUBSTRATES

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Screening of filamentous fungi for production of enzymes of biotechnological interest

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Efeitos de materiais orgânicos e da umidade do solo na patogenicidade de Rhizoctonia solani Kühn GA-4 HGI ao feijoeiro

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)