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    Potencial enzimático de fungos filamentosos em pré-tratamento de borras de café para fermentação acidogénica

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    With resource depletion and increasing waste production, lignocellulosic biomass has been studied as biorefinery substrates. Due to its characteristics, spent coffee grounds (SCG) can be applied in numerous bioprocesses, such as the production of short-chain organic acids (SCOA). SCOA are versatile and high valued metabolites that can be produced by Acidogenic Fermentation (AF) as an alternative to the petrochemical process. To enhance AF competitiveness is necessary to improve the hydrolysis rate which can be achieved by enzymatic or chemical hydrolysis. Enzymatic hydrolysis is considered a more sustainable alternative. However, enzymes are costly, and consequently, chemical hydrolysis is the preferred option. Since the used substrate represents a huge cost in enzyme production, new strategies are necessary. One possibility is the use of organic wastes. These cheap substrates can contribute to reducing production costs. In this work, the sole effect of SCG (0.4 and 1.0% w/v) and the combined effect of SCG and pineapple peel (PP) (0.4 + 0.2% w/v and 1.0 + 0.4% w/v) were studied as inducers for enzyme production by Trametes versicolor and Paecilomyces variotii. In the assay with 0.4% SCG, a laccase activity in T. versicolor of 350 U/L was recorded. Posteriorly, the enzymatic extracts obtained were used for SCG pretreatment. To select the best pretreatment for SCOA production, AF was performed with SCG submitted to different physicochemical and biological pretreatments. Generally, the main SCOA produced were acetic, and propionic acids. Acid hydrolysis led to the highest SCOA concentration (2.52 g COD/L) but submerged fermentation by T. versicolor led to a similar SCOA concentration (2.44 g COD/L) and higher acidification degree (48.0%). The obtained results showed the great potential of T. versicolor enzymes for SCG pretreatment. The experiments performed allowed us to conclude that SCG can be potentially used as a laccase inducer and as a substrate for SCOA production, however, these processes must be optimized to become more competitive.Com a deple√ß√£o de recursos e o aumento da produ√ß√£o de res√≠duos, v√°rios materiais lenhocelul√≥sicos, t√™m sido estudados como potencias substratos para biorrefinarias. Pelas suas caracter√≠sticas, as borras de caf√© (SCG), podem ser aplicadas em v√°rios processos tais como a produ√ß√£o de √°cidos org√Ęnicos de cadeia curta (SCOA). Os SCOA s√£o metabolitos vers√°teis e de elevado valor, que podem ser produzidos por fermenta√ß√£o acidog√©nica (AF) em alternativa √† produ√ß√£o petroqu√≠mica. Para aumentar a competitividade da AF √© necess√°rio melhorar a taxa de hidr√≥lise do substrato, seja ela qu√≠mica ou enzim√°tica. A hidr√≥lise enzim√°tica √© a escolha mais sustent√°vel, no entanto, as enzimas est√£o associadas a elevados custos e, consequentemente, a hidr√≥lise qu√≠mica √© a op√ß√£o preferida. Dado que os custos de produ√ß√£o de enzimas est√£o maioritariamente associados √† mat√©ria prima utilizados, t√™m sido estudadas novas estrat√©gias. Uma delas √© a utiliza√ß√£o de res√≠duos org√Ęnicos como substratos baratos com o intuito de reduzir os custos de produ√ß√£o e otimizar os processos. Neste trabalho, estudou-se o efeito individual de SCG (0.4 e 1.0% w/v) e o efeito combinado de SCG e casca de anan√°s (PP) (0.4 + 0.2% w/v e 1.0 + 0.4% w/v) para a produ√ß√£o de enzimas por Trametes versicolor e Paecilomyces variotii, tendo sido obtida atividade m√°xima de lacase 350 U/L no ensaio de T. versicolor com 0.4% (w/v) SCG. Posteriormente, os extratos enzim√°ticos obtidos foram utilizados no pr√©-tratamento de SCG. Realizou-se AF com SCG submetidas a diferentes pr√©-tratamentos f√≠sico-qu√≠micos e biol√≥gicos de modo a selecionar o melhor pr√©-tratamento para a produ√ß√£o de SCOA. De uma forma geral, os SCOA maioritariamente produzidos foram os √°cidos ac√©tico e propi√≥nico. A maior concentra√ß√£o de SCOA (2.52 g COD/L) foi obtida com hidr√≥lise √°cida, mas a fermenta√ß√£o submersa de T. versicolor levou a uma concentra√ß√£o similar de SCOA (2.44 g COD/L) e maior grau de acidifica√ß√£o (48.0%). Os resultados obtidos permitiram concluir que as SCG t√™m potencial como indutores e substratos para a produ√ß√£o de lacase e de SCOA, no entanto estes processos dever√£o ser otimizados para que se tornem mais competitivos.Mestrado em Biotecnologi
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