Melaço de soja como substrato para a produção microbiana de (1→6)-β-D-glucana: avaliação do melaço bruto e do hidrolisado químico
β-Glucans are macromolecules with innumerable biotechnological potentialities, and their production from agro-based by-products, such as soybean molasses, is an interesting alternative to reduce process costs. Thus, the objective of this work was to evaluate soybean molasses as substrate for the pro...
| Autor principal: | Pecin, Silvia Barbosa |
|---|---|
| Formato: | Dissertação |
| Idioma: | Português |
| Publicado em: |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná
2019
|
| Assuntos: | |
| Acesso em linha: |
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/3986 |
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riut-1-39862019-04-02T06:00:41Z Melaço de soja como substrato para a produção microbiana de (1→6)-β-D-glucana: avaliação do melaço bruto e do hidrolisado químico Soybean molasses as a substrate for microbial production of (1→6)-β-D-glucan: assessment of raw and chemical hydrolysate soybean molasses. Pecin, Silvia Barbosa Cunha, Mário Antônio Alves da http://lattes.cnpq.br/3151576713472624 Santos, Vidiany Aparecida Queiroz http://lattes.cnpq.br/1669869326763235 Cunha, Mário Antônio Alves da Sene, Luciane Rodrigues, Marcio Barreto Polissacarídeos Resíduos agrícolas Fermentação Glucanas Polysaccharides Agricultural wastes Fermentation Glucans CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA Engenharia Química β-Glucans are macromolecules with innumerable biotechnological potentialities, and their production from agro-based by-products, such as soybean molasses, is an interesting alternative to reduce process costs. Thus, the objective of this work was to evaluate soybean molasses as substrate for the production of one (1®6)-β-D-glucan (lasiodiplodan) by the ascomycete Lasiodiplodia theobromae MMPI. Non-hydrolyzed and hydrolyzed soybean molasses were studied as a fermentation substrate. Initially, molasses were characterized as the content of glucose, fructose, sucrose, galactose, stachyose and raffinose, proximal composition (proteins, lipids, mineral residue and moisture), total soluble solids content (ºBrix), pH and content of total phenolic compounds. Crude soybean molasses were then clarified and subjected to chemical hydrolysis for saccharification of the oligosaccharides. Initial fermentations were conducted in agitated flasks to evaluate the need of nutritional supplementation of soybean molasses for lasiodiplodan production. Lasiodiplodan bioproduction assays using crude and hydrolyzed molasses were conducted in a submerged system in an orbital incubator at 150 rpm, 28 °C for 96 h. The lasiodiplodan samples obtained in both fermentations were characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), thermogravimetric analysis (TG, DTG, DTA) and scanning electron microscopy (SEM). Soybean molasses showed potential as a cultivation medium for both mycelial growth and lasiodiplodan production, no needing of nutritional supplementation. The results also indicated that there is no needing for previous hydrolysis of molasses for the lasiodiplodan production. The highest values of final production (0.41 g L-1), yield (0.021 g L-1) and volumetric productivity in lasiodiplodan (0.006 g L-1 h) were found in the non-hydrolyzed molasses assays. Thermal analysis indicated that both lasiodiplodan samples, presented three stages of mass-loss, the first stage occurred up to 150 °C, followed by two events between 250 °C and 525°C. FT-IR spectra by both lasiodiplodan samples shows typical signs of polysaccharides between 4000 and 400 cm-1 specially in 1060 cm-1 and 1600 cm-1, which correspond to the symmetrical stretching of C-O-C (characteristic group of sugars) and to the glucose ring vibration, respectively. SEM showed that lasiodiplodan samples have the appearance of thin films containing many filaments, heterogeneously arranged and superimposed over the material surface. β-Glucanas são macromoléculas que apresentam inúmeras potencialidades biotecnológicas, e sua obtenção a partir de meios de cultivo a base de subprodutos agroindustriais, como o melaço de soja, é uma alternativa interessante para reduzir custos de processo. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar o melaço de soja como substrato para a produção de uma (1®6)-β-D-glucana (lasiodiplodana) pelo ascomiceto Lasiodiplodia theobromae MMPI. Melaço de soja não hidrolisado e hidrolisado foi estudado como substrato fermentativo. Inicialmente, o melaço foi caracterizado quanto aos conteúdos de glicose, frutose, sacarose, galactose, estaquiose e rafinose, composição proximal (proteínas, lipídios, resíduo mineral e umidade), teor de sólidos solúveis totais (ºBrix), pH e conteúdo de compostos fenólicos totais. O melaço de soja bruto foi então clarificado e submetido a hidrólise química, para a sacarificação dos oligossacarídeos. Fermentações iniciais foram conduzidas em frascos agitados para avaliar a necessidade de suplementação nutricional do melaço de soja para a produção da lasiodiplodana. Ensaios de bioprodução utilizando melaço bruto e hidrolisado foram conduzidos em sistema submerso em incubadora orbital a 150 rpm, 28 °C durante 96 h. As amostras de lasiodiplodana obtidas em ambas as fermentações foram caracterizadas por espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (IV-TF), análises termogravimétricas (TG, DTG, DTA) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). O melaço de soja demonstrou potencial como meio de cultivo, tanto para crescimento micelial, quanto para produção do exopolissacarídeo, não necessitando de suplementação nutricional. Os resultados também indicaram que não há necessidade de hidrólise prévia do melaço para a produção da lasiodiplodana. Maiores valores de produção final (0,41 g L-1), rendimento (0,021 g L-1) e produtividade volumétrica em lasiodiplodana (0,006 g L-1 h) foram encontrados nos ensaios com melaço não hidrolisado. A análise térmica indicou que as duas amostras de lasiodiplodana apresentaram três estágios de perda de massa, a primeira ocorreu até 150 °C, seguida de dois eventos entre 250 °C e 525 °C. Os espectros de IV-TF de ambas as amostras de lasiodiplodana mostram sinais típicos de polissacarídeos entre 4000 e 400 cm-1, especialmente em 1060 cm-1 e 1600 cm-1, os quais correspondem a vibração de alongamento simétrico de C-O-C (grupo característico de açúcares) e a vibração do anel de glicose, respectivamente. MEV revelou que as amostras de lasiodiplodana apresentam aspecto de filmes finos contendo muitos filamentos, dispostos de forma heterogênea e sobrepostos ao longo de toda a superfície do material. 2019-04-01T13:15:31Z 2019-04-01T13:15:31Z 2018-12-19 masterThesis PECIN, Silvia Barbosa. Melaço de soja como substrato para a produção microbiana de (1→6)-β-D-glucana: avaliação do melaço bruto e do hidrolisado químico. 2018. 65 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia de Processos Químicos e Bioquímicos) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2018. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/3986 por openAccess application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Pato Branco Brasil Programa de Pós-Graduação em Tecnologia de Processos Químicos e Bioquímicos UTFPR |
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Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
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Português |
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Polissacarídeos Resíduos agrícolas Fermentação Glucanas Polysaccharides Agricultural wastes Fermentation Glucans CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA Engenharia Química |
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β-Glucans are macromolecules with innumerable biotechnological potentialities, and their production from agro-based by-products, such as soybean molasses, is an interesting alternative to reduce process costs. Thus, the objective of this work was to evaluate soybean molasses as substrate for the production of one (1®6)-β-D-glucan (lasiodiplodan) by the ascomycete Lasiodiplodia theobromae MMPI. Non-hydrolyzed and hydrolyzed soybean molasses were studied as a fermentation substrate. Initially, molasses were characterized as the content of glucose, fructose, sucrose, galactose, stachyose and raffinose, proximal composition (proteins, lipids, mineral residue and moisture), total soluble solids content (ºBrix), pH and content of total phenolic compounds. Crude soybean molasses were then clarified and subjected to chemical hydrolysis for saccharification of the oligosaccharides. Initial fermentations were conducted in agitated flasks to evaluate the need of nutritional supplementation of soybean molasses for lasiodiplodan production. Lasiodiplodan bioproduction assays using crude and hydrolyzed molasses were conducted in a submerged system in an orbital incubator at 150 rpm, 28 °C for 96 h. The lasiodiplodan samples obtained in both fermentations were characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), thermogravimetric analysis (TG, DTG, DTA) and scanning electron microscopy (SEM). Soybean molasses showed potential as a cultivation medium for both mycelial growth and lasiodiplodan production, no needing of nutritional supplementation. The results also indicated that there is no needing for previous hydrolysis of molasses for the lasiodiplodan production. The highest values of final production (0.41 g L-1), yield (0.021 g L-1) and volumetric productivity in lasiodiplodan (0.006 g L-1 h) were found in the non-hydrolyzed molasses assays. Thermal analysis indicated that both lasiodiplodan samples, presented three stages of mass-loss, the first stage occurred up to 150 °C, followed by two events between 250 °C and 525°C. FT-IR spectra by both lasiodiplodan samples shows typical signs of polysaccharides between 4000 and 400 cm-1 specially in 1060 cm-1 and 1600 cm-1, which correspond to the symmetrical stretching of C-O-C (characteristic group of sugars) and to the glucose ring vibration, respectively. SEM showed that lasiodiplodan samples have the appearance of thin films containing many filaments, heterogeneously arranged and superimposed over the material surface. |
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2019 |
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PECIN, Silvia Barbosa. Melaço de soja como substrato para a produção microbiana de (1→6)-β-D-glucana: avaliação do melaço bruto e do hidrolisado químico. 2018. 65 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia de Processos Químicos e Bioquímicos) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2018. |
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