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Consultar: Programa de Ps-Graduao em Cincia de Alimentos

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Ttulo [PT]: Agregao de valor a resduos agroindustriais: produo de enzimas oxidativas por basidiomicetos e aplicao na descolorao de corantes industriais
Autor(es): Gisele Cristina dos Santos Bazanella
Palavras-chave [PT]:

Aproveitamento de resduos. Descolorao de corantes, Enzimas ligninolticas. Aproveitamento de resduos, Pleurotus pulmonarius, Pleurotus ostreatus, Moringa oleifera. Brasil.
Palavras-chave [EN]:
Recovery of waste. Discoloration of dyes, ligninolytic enzymes. Recovery of waste, Pleurotus pulmonarius, Pleurotus ostreatus, Moringa oleifera. Brazil.
Titulao: Doutor em Cincia de Alimentos
Banca:
Rosane Marina Peralta [Orientador] - UEM
Cristina Giatti Marques de Souza - UEM
Slvio Cludio da Costa - UEM
Ione Parra Barbosa Tessmann - Brazilian Journal of Microbiology (Impresso)
Marina Kimiko Kadowaki - UNIOESTE
Resumo:
Resumo: Corantes sintticos so liberados no ambiente, atravs de efluentes decorrentes de indstrias txteis, de impresso, de artefatos de couro, papel, alimentos, cosmticos, tintas e plsticos. Persistem na natureza, pois so estveis luz, temperatura e ataque microbiano. Podem obstruir a passagem de luz solar atravs dos recursos hdricos, levando a uma diminuio da fotossntese e consequente diminuio da concentrao de oxignio dissolvido, essencial para sobrevivncia de organismos aerbicos e a uma diminuio da biodegradao de matrias orgnicas. Diante deste contexto, diferentes tecnologias para a descolorao de corantes tm sido estudadas. Atualmente, a remoo de corantes a partir de efluentes realizada por meios fsico-qumicos, incluindo adsoro, precipitao, coagulao-floculao, oxidao, filtrao e fotodegradao. Abordagens biotecnolgicas so tambm comprovadamente eficazes e potencialmente eco-eficientes no tratamento destas fontes de poluio. Vrios microrganismos, incluindo fungos ligninolticos tm a capacidade de descolorir e degradar uma vasta gama de corantes. A baixa especificidade das enzimas ligninolticas permite que elas sejam capazes de atacar uma srie de molculas quimicamente semelhantes lignina, incluindo os corantes sintticos. No primeiro artigo, uma extensa reviso da capacidade de fungos da podrido branca da madeira e suas enzimas descolorir corantes sintticos foi realizada. No segundo artigo, a produo de enzimas ligninolticas lacase e Mn peroxidase pelo fungo da podrido branca Pleurotus pulmonarius (Fr.) Qulet foi estudada em culturas em estado slido utilizando resduos agrcolas e de alimentos como substrato. As maiores atividades de lacase foram encontradas nos cultivos com farelo de trigo (2.860 250 U/L), casca de abacaxi (2.450 230 U/L) e bagao de laranja (2.100 270 U/L) todas elas com uma umidade inicial de 85%. As maiores atividades de Mn peroxidase foram obtidas em culturas com casca de abacaxi (2.200 205 U/L) a uma umidade inicial de 75%. Em geral, a condio de elevada umidade inicial (80-90%) foi a melhor condio para a produo de lacase, enquanto a melhor condio para a produo de Mn peroxidase foi cultivo a baixas umidades iniciais (50-70%). Culturas contendo as atividades da Mn peroxidase elevadas foram mais eficientes na descolorao dos corantes industriais vermelho do congo, azul de metileno e violeta de etila. O corante remazol brilliant blue R (RBBR) foi eficientemente descolorido em culturas com alta atividade de Mn peroxidase e lacase. Finalmente, no terceiro artigo, a produo de lacase por Pleurotus ostreatus foi avaliada em cultivos em estado slido utilizando-se semente de Moringa oleifera e farelo de trigo como substrato na presena e ausncia de carvo ativado como agente clarificador. Os resultados obtidos demonstram que elevadas atividades de lacase foram obtidas nas culturas com M. oleifera (2338a 220 U/L) quando comparada s obtidas com o tradicional substrato farelo de trigo (1520c 285 U/L). A presena do agente clarificador carvo ativado teve um efeito significativo na produo de lacase nos cultivos em farelo de trigo (2081a,b 202 U/L), mas no nos cultivos em M. oleifera (2126a,b 48 U/L). O uso de uma mistura de farelo de trigo-semente de Moringa na proporo de 4:1 tambm resultou em um pequeno incremento na produo de lacase (2252a,b 475 U/L). O carvo ativado apresentou um efeito clarificador nos extratos enzimticos brutos obtidos dos cultivos em M. oleifera. A lacase obtida em cultivos com semente de M. oleifera mais carvo ativado a 1% foi concentrada atravs de filtrao por membrana com cut off de 5 kDa seguido de liofilizao e utilizada com sucesso na descolorao do corante antraquinonco RBBR.

Abstract: Large amounts of chemical dyes are used for various industrial applications such as textile and printing industries. It is estimated that between 10 and 20% of about 0.7 million tons of dyestuff that are manufactured each year and used in dyeing processes may be found in wasterwater. Several of these dyes are very stable to light, temperature and microbial attack, making them recalcitrant compounds. Dyes can obstruct the passage of the sunlight through the water resources, leading to decreased photosynthesis by aquatic plants coupled to a decreased concentration of dissolved oxygen, and to a diminished biodegradation of organic matters. Currently the removal of dyes from the effluents is brought about by physicochemical means, including adsorption, precipitation, coagulationflocculation, oxidation, filtration and photo-degradation. At the present, the biotechnological approaches are proven to be potentially effective and ecoefficient in the treatment of these pollution sources. Several microorganisms including the ligninolytic fungi have the ability to decolorize and degrade a wide range of dyes. The possibility of using the filamentous fungi associated with the decay of wood, usually called white-rot fungi, has attracted considerable attention. White-rot fungi possess a group of oxidative enzymes named lignin-modifying enzymes or ligninolytic enzymes involved in lignin degradation, mainly laccases and peroxidases. Due to the fact that ligninolytic enzymes are non-specific, they are able to attack a series of molecules chemically similar to lignin including the synthetic dyes. In the first paper, a review of implication of white-rot fungi and their ligninolytic enzymes in dye decolorization processes was carried out. In the second article, the production of ligninolytic enzymes (laccase and Mn dependent peroxidase) by the white-rot fungus Pleurotus pulmonarius (FR.) Qulet was studied in solid state cultures using agricultural and food wastes as substrate. The highest activities of laccase were found wheat bran (2,860250 U/L), pineapple peel ( 2,450230 U/L) and orange bagasse (2,100270 U/L) cultures, all of them at an initial moisture level of 85%. The highest activities of Mn peroxidase were obtained in pineapple peel cultures (2,200205 U/L) at an initial moisture level of 75%. In general, the condition of high initial moisture level (80-90%) were the best condition to laccase activity, while the best condition to Mn peroxidase activity was cultivation at low initial moisture (50-70%). Cultures containing high Mn peroxidase activities were more efficient in the decolorization of the industrial dyes congo red, methylene blue and ethyl violet than those containing high laccase activity. Also, crude enzymatic extracts with high Mn peroxidase activity were more efficient in the in vitro decolorization of methylene blue, ethyl violet and congo red. The dye remazol brilliant blue R (RBBR) was efficiently decolorized by both crude extracts, rich in Mn peroxidase activity or rich in laccase activity. Finally, in the third article, the production of laccase by Pleurotus ostreatus was evaluated in solid-state cultivation using Moringa oleifera seed and wheat bran as substrate in the presence and absence of activated charcoal as a clarifying agent. The results show that high laccase activity was obtained in cultures with M. oleifera (2338 220 U/L) compared to those obtained with traditional wheat bran substrate (1520 285 U/L). The presence of the clarifying agent activated carbon had a significant effect on the laccase production cultures in wheat bran (2081a,b 202 U/L) but not in the cultures with M. oleifera (2126a,b 48 U/L). The use of a mixture of bran seed of Moringa in 4:1 ratio also resulted in a small increase in the production of lacase (2252a,b 475 U/L). The activated charcoal showed a clarifying effect on crude enzyme extract obtained from cultures in M. oleifera. Laccase obtained in seed crops with M. oleifera plus 1% activated carbon was concentrated by membrane filtration with 5 kDa cut off followed by lyophilization and used successfully in decolorization of the anthraquinone dye RBBR.
Data da defesa: 2013
Cdigo: vtls000210002
Informaes adicionais:
Idioma: Portugus
Data de Publicao: 2013
Local de Publicao: Maring, PR
Orientador: Prof. Dr. Rosane Marina Peralta
Instituio: Universidade Estadual de Maring. Centro de Cincias Agrrias
Nvel: Tese (doutorado em Cincia de Alimentos)/
UEM: Programa de Ps-Graduao em Cincia de Alimentos

Responsavel: zenaide
Categoria: Aplicao
Formato: Documento PDF
Arquivo: GISELE CRISTINA DOS SANTOS BAZANELLA.pdf
Tamanho: 1482 Kb (1517839 bytes)
Criado: 26-11-2014 11:00
Atualizado: 26-11-2014 11:06
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