Estudo do crescimento de A. casiellus em farelo de soja convencional para produção de enzimas

Soybean meal is one of the major wastes from the Brazilian agribusiness, in view of the large domestic production of grain. This byproduct has characteristics that make it interesting to be used as substrate in the process of solid-state fermentation (SSF). Although it is not much used industrially as the submerged fermentation (SmF), it may be a viable alternative, as it has shown superior results of productivity, specially in the cultivation of filamentous fungi and the production of enzymes. The present study aimed the production of the enzymes protease, amylase and invertase by SSF using conventional soybean meal and the fungus A. casiellus. The pH and nutrient sources were evaluated and, finally, an optimization of the parameters of the SSF through experimental design and construction of growth curves of the fungus were carried out. The optimization of the invertase production process reached the best values for specific enzymatic activity (AEesp) at neutral pH (6.7) and 3% additional source of nitrogen to the medium, with initial moisture of 50% and temperature of 28oC. The best result for the protease activity was obtained in the evaluation of medium nutrient sources, with the use of 2% of carbon and nitrogen sources and 2% of mineral sources. Already, amylase did not show significant results for the variables used. Key words: SSF, soybean meal, A. casiellus.O farelo de soja e um dos principais resíduos da agroindústria brasileira, tendo em vista a grande produção nacional do grão. Este subproduto apresenta características que tornam interessante sua utilização como substrato nos processos de fermentação em estado sólido (FES). Apesar de não ser tão utilizado industrialmente quanto à fermentação submersa (FSm), pode ser uma alternativa viável, pois apresentada resultados superiores de produtividade, principalmente no cultivo de fungos filamentosos e na produção de enzimas. Assim, o presente trabalhou teve como objetivo a produção das enzimas protease, amilase e invertase por FES, utilizando farelo de soja convencional e o fungo A. casiellus. Foram avaliadas a variação do pH e fontes de nutrientes, otimização dos parâmetros da FES por meio de planejamentos experimentais e construção de curvas de crescimento do fungo. Na otimização do processo de produção para a invertase, os melhores valores de atividade enzimática especifica (AEesp) foram obtidos em pH neutro (6,7) e 3% de fonte adicional de nitrogênio ao meio fermentativo, com umidade inicial do meio de 50% e temperatura de 28oC. O melhor resultado de atividade para a protease foi obtido na avaliação das fontes de nutrientes do meio, com a utilização de 2% de fonte de carbono e nitrogênio e 2% de fontes minerais. Já a amilase não apresentou resultados significativos para as variáveis empregadas. Palavras-chave: FES, farelo de soja, A. casiellus

ESTABELECIMENTO DE PROTOCOLO PARA IDENTIFICAÇÃO DE BACTÉRIAS COM POTENCIAL CELULOLÍTICO

As bactérias são os mais abundantes organismos em nosso planeta, são encontradas em diversos habitats e podem ser usadas para o benefício da humanidade. Dentre elas, as bactérias celulolíticas que apresentam um metabolismo capaz de realizar a degradação da celulose, por meio da produção de enzimas celulases tem grande potencial no setor industrial. Para a identificação de novas estirpes de bactérias celulolíticas deve-se estabelecer um protocolo qualitativo. Neste trabalho, foi empregada uma metodologia modificada baseada no método de Theater e Wood (1989), obtendo-se estirpes bacterianas isoladas de solo na região oeste do Paraná. Como resultados, foi obtida a caracterização de estirpes positivas para a degradação da celulose, demostrando a interação da bactéria com a celulose (CMC) com a formação de halos de degradação

AVALIAÇÃO DO TRATAMENTO QUÍMICO DO EPICARPO DE AÇAÍ VISANDO A REMOÇÃO DE ANTIBIÓTICOS EM SOLUÇÃO AQUOSA

As contaminações das águas superficiais por antibióticos vêm causando um efeito negativo de longo prazo para a sustentabilidade ecológica prejudicando a vida aquática e a saúde humana. Neste contexto, a biossorção se configura como uma alternativa promissora para a remediação dessas águas contaminadas. Este trabalho teve como objetivo avaliar o melhor tratamento químico em relação à capacidade de adsorção da amoxicilina e da cefalexina pelo epicarpo do açaí. Inicialmente, foi determinado o ponto de carga zero (pHpcz) do biossorvente, logo após, realizaram-se testes de adsorção em diferentes pHs (3, 5, 7 e 9) com diferentes tratamentos (H3PO4 e NaOH (0,5 mol L-1)). A impregnação do material adsorvente com o ativador químico ocorreu na proporção de 10 gramas de sólido por litro de solução, a mistura foi aquecida a 80 °C por 30 minutos e desidratado a 110 °C. Após 24 h, lavou-se o material com água destilada, a 100 °C, até a estabilização do pH e posteriormente secagem à 110 °C. Os resultados obtidos demonstraram que o (pHpcz) do biossorvente, com tratamento básico, foi de 5,9. O açaí com tratamento básico apresentou maior teor de remoção 95% para a cefalexina no pH 5. Verificou-se assim que a adsorção foi favorecida com o tratamento básico fazendo com que a carga superficial do biossorvente torna-se mais negativa, alterando o pH do açaí. Portanto, evidencia-se o ótimo potencial do epicarpo de açaí na remoção da cefalexina

Produção de complexos enzimáticos por A. niger a partir de soja por fermentação em estado sólido=Enzyme complexes production by A. niger from soybean under solid state fermentation

A soja possui ampla disponibilidade de componentes bioquímicos como proteínas, polissacarídeos, lipídios, carboidratos, minerais, vitaminas, fibras, lecitina, dentre outros, tornando interessante sua utilização como substrato para a fermentação em estado sólido (FES). Este processo, apesar de não ser tão utilizado industrialmente quanto à fermentação submersa (Fsm), apresenta-se viável, pois tem apresentado resultados superiores de produtividade, principalmente no cultivo de fungos filamentosos e na produção de enzimas. Assim, o objetivo deste trabalho foi o de comparar a produção de diferentes tipos de complexos enzimáticos por FES utilizando diferentes tipos de sojas (orgânica, transgênica e convencional) com o fungo Aspergillus niger. Realizou-se a caracterização dos substratos para a produção de amilase, protease e lipase, avaliação das curvas de crescimento do microrganismo e das condições ótimas de produção da protease utilizando planejamento de experimentos. As maiores atividades enzimáticas no estudo dos parâmetros da fermentação foram observadas para a protease, utilizando soja convencional com umidade inicial de 50%, 144h de fermentação, concentração inicial do inóculo de 4.106 esporos g-1 e tamanho de partícula de 0,6 mm. O estudo de otimização do processo indicou que os melhores resultados de atividade enzimática para a protease foram obtidos em pH 3,0 e tamanho de partícula dos grãos de soja de 0,6 mm após a fragmentação para as fermentações.Soybean has a wide availability of biochemical compounds as proteins, polysaccharides, lipids, carbohydrates, minerals, vitamins, fibers, lecithin, among others, making interesting its employment as substrate for solid state fermentation. Although the process of SSF is not extensively used industrially like the submerged fermentation (SmF), it can be a viable alternative, since presents higher results of productivity, especially at the cultivation of filamentous fungi and enzymes production. In this way, this study compared the production of different types of enzymes through solid-state fermentation, using different types of soybean cultures (organic, transgenic and conventional) with the fungus A. niger. We accomplished the characterization of the substrates for the production of amylase, protease and lipase, evaluation of the growth curves of the microorganism and the optimal conditions of enzymes production using experimental design. The highest enzyme activities in the study of fermentation parameters were observed for the protease, using conventional soybeans with initial moisture of 50%, 144h of fermentation, initial inoculum concentration of 4.106 spores g-1 and particle size of 0.6 mm. The study of process optimization indicated that the best results of enzyme activity for the protease were obtained at pH 3.0 and particle size of soybean fragmentation of 0.6 mm

A comprehensive evaluation of heavy metals removal from battery industry wastewaters by applying bio-residue, mineral and commercial adsorbent materials

We present a feasibility study of different adsorbent materials, namely residual fish scales biosorbent (FS), mineral dolomite (DL) and commercial resin (CR) in the heavy metals removal in multicomponent solution based on the properties of a real effluent from automotive battery recycling industry. Considering the effluent complex characteristics, the materials were assessed aiming to provide not only the heavy metals removal, but also the effluent neutralization and lower sludge generation. For this, all the studied materials were physicochemically and morphologically characterized with the aim of understanding the mechanisms involved in the process. Further, the elemental compositions of the solid and liquid phases generated from each treatment process were assessed by X-ray fluorescence spectrometry. The effluent presented highly acidic characteristics and heavy metals above the legislated limits for discharge (Fe, Zn and Pb). Each adsorbent material followed different mechanisms which led to dissimilar removal and neutralization capacities. The CR showed remarkable heavy metals removal capacity governed by an ion exchange mechanism; conversely, it did not show a neutralization effect. In contrast, FS and DL presented lower removal capacities by complex simultaneous phenomena (ion exchange, precipitation and/or complexation), but a great neutralization potential related to leaching of alkaline constituents. When sludge generation is considered as a key factor, mitigation and enhancement of treated effluent quality could alternatively be addressed by employing the materials in hybrid processes. Hence, the associated use of such materials could be viable yet very challenging for both neutralization and removal of heavy metals from the battery effluent531179767995CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO - CNPQ480107/2013-

Efficiency maximization of fixed-bed adsorption by applying hybrid statistical-phenomenological modeling

The objective of this work was to maximize the efficiency of the ciprofloxacin (CIP) removal in fixed-bed column, packed with SGC650H resin, by the optimization of the volumetric flow rate (Q) and bed height (H-bed). For this, a hybrid procedure based on statistical and phenomenological modeling was used. Based on a central composite rotatable design (CCRD) the conditions of Q and H-bed were defined to obtain breakthrough curves, wherein only 8 of a total of 11 assays were experimentally obtained. Based on the resin textural characterization and molecular dimensions analysis of the ciprofloxacin, phenomenological models were employed to describe the experimental data. The most accurate mathematical model for the breakthrough curves description, namely, adsorption on the sites model (AS) was validated with the experimental results of the CCRD and further used to predict other experimental conditions. For this, independent experiments were performed to evaluate the proposed methodology, which demonstrated a predictive capacity of the model and allowed the fixed-bed column performance optimization, achieving a maximum efficiency of 81.5%. In general, the presented data may be useful for the development of fixed-bed systems. In addition, the results evidenced the potential of the adsorption process for trace-level pollutants treatment, due to elevated CIP adsorption capacities and high affinity to the SGC650H resin as well as favorable kinetics. Besides, by applying predictive phenomenological modeling, the hybrid proposed approach presents a perspective to support the optimization and scale-up of fixed-bed column operation, thus allowing the application of the treatment method in industrial scale207477488CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO - CNPQCOORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DE PESSOAL DE NÍVEL SUPERIOR - CAPESsem informaçã

Adsorption of Direct of Yellow ARLE Dye by Activated Carbon of Shell of Coconut Palm: Diffusional Effects on Kinetics and Equilibrium States

In this paper, the characteristics and potential removal of direct yellow ARLE (DYA) dye by using coconut palm shell-based activated carbon (CPS-AC) were assessed. Both kinetic and equilibrium experimental data were obtained from a series of DYA dye sorption experiments. All the sorption experiments were performed in closed batch system under constant temperature and stirring speed, at the predetermined pH of initial solution. The kinetic mathematical models of pseudo-first order, pseudo-second order, Elovich and intra-particle diffusion model were used in order to better interpret the adsorption kinetics phenomenon. Equilibrium data were described by applying the isotherm models of Langmuir, Freundlich, Tóth, Sips and Khan. The best description of DYA sorption equilibrium data was achieved for the Langmuir isotherm model, reaching a maximum adsorption capacity of 100 mg·g-1. Finally, the DYA dye adsorption functional groups characterizations were successfully accomplished and the results elucidated the most important groups linked with CPS-AC surface where molecular interactions could occur. Hence, the quantitative evaluation of equilibrium and kinetic experiments of adsorption process have demonstrated that the CPS-AC adsorbent was a promising high effective adsorbent and its potential can be successfully used for DYA dye removal