Publicação: Obtenção de biomassa de Rhizopus sp LBBIO-01 em melaço de cana de açúcar subproduto da industria sucro-alcooleira
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Data
Autores
Orientador
Gomes Nascimento, Valéria Marta 
Coorientador
Pós-graduação
Microbiologia - IBILCE
Curso de graduação
Título da Revista
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Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Dissertação de mestrado
Direito de acesso
Acesso restrito
Resumo
Resumo (português)
Algumas espécies de Rhizopus sp. podem ser matéria-prima na produção de substâncias GRAS (generally recognized as safe) por serem considerados seguros e, portanto, podem ser utilizados como aditivos alimentares. Por esta mesma razão, Rhizopus sp. são utilizados para enriquecimento proteico em alimentos e atividade antioxidante, produção de enzimas, polissacarídeos, aminoácidos e ácidos graxos essenciais. Entretanto, as condições de produção precisam ser estudadas para que a obtenção de biomassa de Rhizopus sp. em escala industrial tenha custo-benefício adequado às aplicações biotecnológicas. Para isso, é de suma importância a aplicação de subprodutos agroindustriais, ricos em nutrientes e de baixo custo, como insumo no bioprocesso. O presente trabalho teve como objetivo a obtenção de biomassa de Rhizopus sp LBBIO-01 em subproduto agroindustrial - melaço de caldo de cana de açúcar, visando aplicação biotecnológica do micélio fúngico. Os microrganismos foram cultivados em frascos Erlenmeyers de 250 mL contendo 50 mL de meio de cultura, sob agitação de 180 rpm a 30 °C. Foi utilizado como meio de cultura padrão sais de Vogel e variáveis, sacarose ou melaço de cana de açúcar. Os cultivos foram acompanhados pela medida de biomassa (gravimetria), açúcar redutor (método do ácido-3,5dinitrosalicílico), açúcar redutor total e açúcar total (método Fenol-Sulfúrico), proteínas (métodos de Bradford) e pH (pHmetro). Nos cultivos em meio sólido em placas de Petri, com sacarose ou melaço (1 a 10 g/L), observou-se que com melaço houve preenchimento da área total da placa em 30 h (6 horas a menos do que com sacarose), mesmo na menor concentração (1g/L). Em fermentação submersa obteve-se o máximo de biomassa de 5,5 g/L em 60 h de cultivo utilizando melaço 50 g/L e 2,8 g/L em 36 h, com sacarose. Nos cultivos com melaço, a fase exponencial de crescimento foi observada até 24 h de cultivo, com velocidade específica de crescimento de 0,177 g/Lh⁻¹. Utilizando sacarose, observou-se fase exponencial até 36 h e velocidade específica de crescimento de 0,092 g/Lh⁻¹. Calculando-se o rendimento da produção de biomassa (g biomassa/g açúcar) em 24 h de cultivo, obteve-se 0,0742 g/g; 0,26 g/g e 0,52 g/g em melaço a 10, 25 e 50 g/L, respectivamente. Observou-se maior crescimento da biomassa utilizando sulfato de amônio e extrato de levedura com 8 g/L em horários diferentes, porém se encontra desvantagens em trabalhar com esses meios em maior escala. Cultivos em escala aumentada em 4 vezes resultaram na mesma produção de biomassa e no mesmo aspecto morfológico das hifas. Pôde-se concluir que quanto maior a concentração de melaço, maior a velocidade de crescimento e que fontes inorgânicas de nitrogênio, como nitrato de amônio, podem desempenhar melhor produtividade de crescimento, assim como, baratear o cultivo fúngico em larga escala.
Resumo (inglês)
Some species of Rhizopus sp. can be used as raw materials in the production of GRAS (generally recognized as safe) substances because they are considered safe and, therefore, can be used as food additives. For this same reason, Rhizopus sp. are used for protein enrichment in foods and antioxidant activity, production of enzymes, polysaccharides, amino acids and essential fatty acids. However, production conditions need to be studied so that obtaining Rhizopus sp. biomass on an industrial scale has a cost-benefit ratio suitable for biotechnological applications. For this, it is extremely important to apply agro-industrial by-products, rich in nutrients and low cost, as input in the bioprocess. The present study aimed to obtain Rhizopus sp. LBBIO-BL01 biomass from an agro-industrial by-product - sugarcane juice molasses, aiming at the biotechnological application of the fungal mycelium. The microorganisms were cultivated in 250 mL Erlenmeyer flasks containing 50 mL of culture medium, under agitation of 180 rpm at 30 °C. Vogel's and variable salts, sucrose or sugar cane molasses were used as standard culture medium. The cultures were monitored by measuring biomass (gravimetry), reducing sugar (3,5-dinitrosalicylic acid method), total reducing sugar and total sugar (phenolsulfuric method), proteins (Bradford methods) and pH (pH meter). In the cultures in solid medium in Petri dishes, with sucrose or molasses (1 to 10 g/L), it was observed that with molasses there was filling of the total area of the plate in 30 h (6 hours less than with sucrose), even at the lowest concentration (1 g/L). In submerged fermentation, the maximum biomass of 5.5 g/L was obtained in 60 h of culture using 50 g/L molasses and 2.8 g/L in 36 h, with sucrose. In the cultures with molasses, the exponential growth phase was observed up to 24 h of culture, with a specific growth rate of 0.177 g/Lh⁻¹. Using sucrose, an exponential phase was observed up to 36 h and a specific growth rate of 0.092 g/Lh⁻¹. Calculating the biomass production yield (g biomass/g sugar) in 24 h of cultivation, 0.0742 g/g; 0.26 g/g and 0.52 g/g were obtained in molasses at 10, 25 and 50 g/L, respectively. Greater biomass growth was observed using ammonium sulfate and yeast extract with 8 g/L at different times, but there are disadvantages in working with these media on a larger scale. Cultivations on a 4-fold increased scale resulted in the same biomass production and the same morphological aspect of the hyphae. It was concluded that the higher the molasses concentration, the higher the growth speed and that inorganic nitrogen sources, such as ammonium nitrate, can improve growth productivity, as well as reduce the cost of large-scale fungal cultivation.
Descrição
Palavras-chave
Sustentabilidade, Fermentação, Subproduto agroindustrial, Nitrogênio, Sustainability, Fermentation, Agro-industrial byproduct, Nitrogen
Idioma
Português
Como citar
SILVA, Catarina Artagoitia. Obtenção de biomassa de Rhizopus sp LBBIO-01 em melaço de cana de açúcar subproduto da industria sucro-alcooleira. Dissertação (Mestrado em Microbiologia). 2025 – Universidade Estadual Paulista (Unesp), Instituto de Biociências Letras e Ciências Exatas (Ibilce), São José do Rio Preto, 2025.
