universidade de sÃo paulo escola de engenharia de...

38
UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA DE ENGENHARIA DE LORENA BÁRBARA PEREIRA PRODUÇÃO DE LIGNINA PEROXIDASE COM A UTILIZAÇÃO DE SUBPRODUTOS INDUSTRIAIS LORENA 2014

Upload: others

Post on 26-Oct-2020

0 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA DE ENGENHARIA DE …sistemas.eel.usp.br/bibliotecas/monografias/2014/MIQ14002.pdfProdução de lignina peroxidase com a utilização de subprodutos

UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO

ESCOLA DE ENGENHARIA DE LORENA

BÁRBARA PEREIRA

PRODUÇÃO DE LIGNINA PEROXIDASE COM A UTILIZAÇÃO DE

SUBPRODUTOS INDUSTRIAIS

LORENA

2014

Page 2: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA DE ENGENHARIA DE …sistemas.eel.usp.br/bibliotecas/monografias/2014/MIQ14002.pdfProdução de lignina peroxidase com a utilização de subprodutos

BÁRBARA PEREIRA

PRODUÇÃO DE LIGNINA PEROXIDASE COM A UTILIZAÇÃO DE

SUBPRODUTOS INDUSTRIAIS

Monografia apresentada à Escola de Engenharia de

Lorena - Universidade de São Paulo como requisito

parcial para conclusão da Graduação do curso de

Engenharia Industrial Química

Orientadora: Prof. Dra. Maria Eleonora Andrade de

Carvalho

LORENA

2014

Page 3: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA DE ENGENHARIA DE …sistemas.eel.usp.br/bibliotecas/monografias/2014/MIQ14002.pdfProdução de lignina peroxidase com a utilização de subprodutos

AUTORIZO A REPRODUÇÃO E DIVULGAÇÃO TOTAL OU PARCIAL DESTE TRABALHO, POR QUALQUER MEIO CONVENCIONAL OU ELETRÔNICO, PARA FINS DE ESTUDO DE ESTUDO E PESQUISA, DESDE QUE CITADA A FONTE.

CATALOGAÇÃO NA PUBLICAÇÃO Serviço de Biblioteca Escola de Engenharia de Lorena

Pereira, Bárbara

Produção de lignina peroxidase com a utilização de subprodutos industriais/

Bárbara Pereira. - Lorena, 2014.

37 f.

Monografia apresentada como requisito parcial para a conclusão do Curso de

Graduação de Engenharia Química - Escola de Engenharia de Lorena da Universidade

de São Paulo.

Orientadora: Maria Eleonora Andrade de Carvalho

1. Lignina peroxidase (Produção) I. Carvalho, Maria Eleonora Andrade de,

Orient.

Page 4: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA DE ENGENHARIA DE …sistemas.eel.usp.br/bibliotecas/monografias/2014/MIQ14002.pdfProdução de lignina peroxidase com a utilização de subprodutos

Em memória de meus avós.

Aos meus amados pais e irmãos.

Page 5: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA DE ENGENHARIA DE …sistemas.eel.usp.br/bibliotecas/monografias/2014/MIQ14002.pdfProdução de lignina peroxidase com a utilização de subprodutos

AGRADECIMENTOS

À professora Maria Eleonora Andrade de Carvalho, pela paciência e

orientação.

À amiga Maria Bernadete de Medeiros pelo apoio e incentivo.

Ao amigo Fabrício B. Ferreira pelo apoio e incentivo nas horas difíceis.

À Suzana Wirthmann pela ajuda no desenvolvimento do trabalho.

Aos amigos conquistados durante a graduação Angela, Cibele, Dayse,

Luana, Luíza, Paulo e Walney pelo encorajamento.

Aos colegas de trabalhe que fizeram parte dessa longa caminhada.

A Ingredion Brasil Ingredientes Industriais LTDA pela colaboração.

Page 6: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA DE ENGENHARIA DE …sistemas.eel.usp.br/bibliotecas/monografias/2014/MIQ14002.pdfProdução de lignina peroxidase com a utilização de subprodutos

RESUMO

PEREIRA,B. Produção de Lignina Peroxidase com a Utilização de Subprodutos

de Industriais. 2014. 35 p. Monografia (Trabalho de Graduação em Engenharia

Industrial Química) – Escola de Engenharia de Lorena, Universidade de São Paulo,

Lorena 2014.

Este trabalho constou de ensaios experimentais, para avaliar a possibilidade de

substituição de componentes do meio padrão de cultivo para a produção da lignina

peroxidase, enzima capaz de oxidar compostos fenólicos, não fenólicos, compostos

orgânicos tóxicos e corantes da indústria têxtil, pelo Phanerochaete chrysosporium.

Foram efetuadas três séries de experimentos. A primeira série constou da

substituição da fonte de carbono e vitaminas na fase de crescimento do fungo,

sendo mantidas as condições padrões de ativação da síntese da enzima com álcool

veratrílico. A segunda série de ensaios manteve- se a fonte de carbono e vitaminas

da condição padrão de crescimento do fungo e na fase de ativação da síntese da

lignina peroxidase, utilizou-se o licor negro. Na terceira série de ensaios, os

substituintes milhocina e licor negro foram usados nas fases de crescimento e na

produção da enzima, respectivamente. Os melhores resultados foram obtidos com o

uso de milhocina 0,5% (v/v) e nestas condições os níveis médios de atividade

alcançaram 144,1 U.L-1. O uso do licor negro neste estudo foi menos efetivo. As

atividades médias foram de 64,5 U.L-1. A aplicação simultânea da milhocina e do

licor negro não resultou em atividade enzimática detectável.

Palavras-chave: produção de lignina peroxidase, milhocina e licor negro.

Page 7: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA DE ENGENHARIA DE …sistemas.eel.usp.br/bibliotecas/monografias/2014/MIQ14002.pdfProdução de lignina peroxidase com a utilização de subprodutos

ABSTRACT

PEREIRA, B. Production of Lignin Peroxidase with the Use of Industrial

Byproducts. 2014. 35p. Monografia (Trabalho de Graduação em Engenharia

Industrial Química) – Escola de Engenharia de Lorena, Universidade de São Paulo,

Lorena 2014.

The aim of this work was to evaluate the feasibility of replacing components in

standard culture medium for the production of lignin peroxidase by Phanerochaete

chrysosporium. This enzyme is able of oxidizing phenolic, non-phenolic, toxic organic

compounds and dyes from textile industry. Three sets of experiments were

performed using industrial byproducts such as corn steep and black liquors. In the

first set, carbon source and vitamins in the growth medium was replaced by corn

steep liquor at different proportions and the standard conditions (addition of veratryl

alcohol) for inducing the enzyme synthesis were maintained. The second set of

experiments investigated the influence of replacing veratryl alcohol by black liquor

using the standard conditions (carbon source and vitamins) in the growth medium. In

the third series of trials, corn steep and black liquors were used for growing and

enzyme production, respectively. The best results were attained using corn steep

liquor 0.5% (v/v) and under these conditions the lignin peroxidase activity reached

average levels of 144.1 UL-1. The use of black liquor was less effective and activities

were as low as 64.5 UL-1. The simultaneous application of corn steep and black

liquors resulted in no detectable enzyme activity.

Keywords: production of lignin peroxidase, corn steep liquor, black liquor.

Page 8: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA DE ENGENHARIA DE …sistemas.eel.usp.br/bibliotecas/monografias/2014/MIQ14002.pdfProdução de lignina peroxidase com a utilização de subprodutos

LISTA DE ILUSTRAÇÕES

Figura 1 - Monômeros precursores da lignina, quando R1 e R2 são H (hidrogênios) tem-se o álcool p-cumarílico, se R1 igual a OCH3 e R2 igual H tem-se o álcool coníferílico e se R1 e R2 são iguais OCH3 tem-se o álcool sinapílico ...................... 13

Figura 2 - Estrutura representativa da molécula de lignina, em destaque a ligação predominante β-O-4 ................................................................................................. 14

Figura 3 - Compostos fenólicos resultantes da degradação da lignina. Aldeído siríngico (1), ácido siríngico (2), ácido vanílico (3) e vanilina(4) ............................... 15

Figura 4 - Estrutura do álcool veratrílico ( álcool 3,4-dimetoxibenzílico) .................. 16

Gráfico 1 - Comparação de atividade de LiP nos cultivos de meio controle e meio

contendo Milhocina ................................................................................................... 29

Gráfico 2 - Comparação de atividade de LiP nos cultivos de meio controle e meio

contendo Licor Negro ............................................................................................... 30

Page 9: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA DE ENGENHARIA DE …sistemas.eel.usp.br/bibliotecas/monografias/2014/MIQ14002.pdfProdução de lignina peroxidase com a utilização de subprodutos

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Composição básica da solução de milhocina concentrada, adaptada da

CORN PRODUCTS BRASIL .................................................................................... 19

Tabela 2 - Composição completa do meio de cultura quimicamente definido, limitado em fonte de carbono ................................................................................................. 24

Page 10: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA DE ENGENHARIA DE …sistemas.eel.usp.br/bibliotecas/monografias/2014/MIQ14002.pdfProdução de lignina peroxidase com a utilização de subprodutos

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO ............................................................................................... 11

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA .......................................................................... 13

2.1 A Estrutura da Lignina ......................................................................... 13

2.2 Composição do Licor Negro ................................................................ 15

2.3 A Lignina peroxidase e o fungo ........................................................... 16

2.4 Composição da Milhocina® ................................................................. 17

3 JUSTIFICATIVAS E OBJETIVOS .................................................................. 21

3.1 Justificativas ........................................................................................ 21

3.2 Objetivos ............................................................................................. 21

4 MATERIAIS E MÉTODOS ............................................................................. 22

4.1 Determinação dos açucares presentes na Milhocina ........................ 22

4.2 Determinação da Massa Específica e Densidade Relativa do Licor

Negro ............................................................................................................. 22

4.3 Preparo do inóculo do Phanerochaete chrysosporium ....................... 23

4.4 Meio de Cultura padrão para produção da Lignina

Peroxidase...................................................................................................... 23

4.5 Cultivo o Phanerochaete chrysosporium e produção de Lignina

peroxidase utilizando meio de cultivo padrão ................................................ 24

4.6 Cultivo o Phanerochaete chrysosporium e produção de Lignina

peroxidase utilizando Milhocina e Licor Negro .............................................. 25

4.7 Determinação da Atividade de Lignina Peroxidase ............................ 26

5 RESULTADOS E DISCUSSÕES ................................................................... 27

5.1 Açúcares presentes na milhocina presentes na Milhocina ................. 27

Page 11: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA DE ENGENHARIA DE …sistemas.eel.usp.br/bibliotecas/monografias/2014/MIQ14002.pdfProdução de lignina peroxidase com a utilização de subprodutos

5.2 Massa Específica e Densidade Relativa do Licor Negro .................... 27

5.3 Cultivo do Phanerochaete chrysosporium e Produção de Lignina

Peroxidase ..................................................................................................... 28

5.4 Cultivo do Phanerochaete chrysosporium e Produção de Lignina

Peroxidase utilizando Milhocina e Licor Negro ............................................. 31

6 CONCLUSÃO ............................................................................................... 33

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ......................................................................... 34

APÊNDICES ............................................................................................................. 35

Apêndice A - Atividades de LiP em diferentes concentrações de milhocina ............ 35

Apêndice B - Atividades de LiP em diferentes concentrações de licor negro .......... 36

Apêndice C - Comparação do consumo de açúcar ................................................. 37

Page 12: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA DE ENGENHARIA DE …sistemas.eel.usp.br/bibliotecas/monografias/2014/MIQ14002.pdfProdução de lignina peroxidase com a utilização de subprodutos

11

1 INTRODUÇÃO

Os avanços tecnológicos dos últimos anos permitiram a reavaliação dos

processos produtivos industriais a fim de torná-los menos poluentes ou dar-lhes um

tratamento que minimizem ao máximo os resíduos gerados e seus impactos

ambientais. Atrelado ao enrijecimento da legislação ambiental das últimas décadas e

aos apelos sociais, estudos de tratamentos biológicos não poluentes estão sendo

realizados como alternativa de substituição parcial ou total para os processos

convencionais.

Nas indústrias de celulose e papel já se observa algumas tentativas de

substituição de tecnologias poluidoras por tecnologias que estejam de acordo com

os princípios atuais de sustentabilidade, como por exemplo na biopolpação, no pré-

tratamento para polpação mecânica da madeira, e no biobranqueamento da pasta

de celulose.

A biodegradação da lignina tem sido alvo de vários estudos nos últimos anos.

O processo de biodegradação envolve enzimas extracelulares produzidas por

alguns microrganismos que ocorre naturalmente no seu ambiente de origem. O

biobranqueamento consiste no tratamento da pasta de celulose não branqueada

com enzimas capazes de degradar a lignina residual (CARVALHO, 2003).

A degradação da lignina ocorre naturalmente pela ação de microrganismos,

fungos e algumas eubactérias, produtores de enzimas (FERRARA,1988).

A enzima lignina peroxidase, produzida pelo fungo Phanerochaete

chrysosporium, surge como uma das alternativas enzimáticas para o tratamento da

polpa de celulose não branqueada. O branqueamento químico da pasta celulósica,

que tem como principal agente branqueador o cloro, tem sido alvo de

questionamento dentro das politicas ambientais atuais. Associado a isso, o uso de

tecnologias inovadoras dentro da indústria muitas vezes acarreta um aumento no

seu custo de produção e a aplicação de enzima contribui ainda mais para a

elevação desses custos.

Na literatura, os meios de cultivo recomendados são complexos e

dispendiosos. Como opção para diminuir os valores de produção da enzima, sugere-

Page 13: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA DE ENGENHARIA DE …sistemas.eel.usp.br/bibliotecas/monografias/2014/MIQ14002.pdfProdução de lignina peroxidase com a utilização de subprodutos

12

se testar e avaliar a utilização da milhocina em substituição a alguns componentes

presentes na composição dos meios de cultivo, descritos na literatura, para o

crescimento do fungo e na produção da lignina peroxidase.

O álcool veratrílico, outro componente necessário para a produção da enzima,

possui custo elevado e apresenta estrutura semelhante a alguns componentes do

licor negro, o que possibilita a tentativa de substituição desse composto de custo

expressivo durante o processo de ativação da síntese da enzima.

Atualmente a lignina peroxidase possui poucos fornecedores, que

disponibilizam preparos enzimáticos concentrados a altos valores. Com a utilização

da milhocina e o licor negro pretende-se atingir níveis de atividade enzimática

semelhantes aos obtidos com os meios complexos, possibilitando assim uma

redução nos custos finais de produção da enzima. Sabe-se que tal redução de custo

contribuirá efetivamente para viabilizar a utilização da enzima em processos

industriais.

Page 14: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA DE ENGENHARIA DE …sistemas.eel.usp.br/bibliotecas/monografias/2014/MIQ14002.pdfProdução de lignina peroxidase com a utilização de subprodutos

13

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

2.1 A Estrutura da Lignina

A lignina é uma macromolécula de unidades de fenil propano, tridimensional e

não uniforme, é o componente dos vegetais que confere rigidez e a coesão aos

demais componentes da parede celular. A lignina possui alta massa molecular e

tem como principais componentes as unidades de fenilpropano derivados do álcool

p-hidroxiamílico (Figura 1). A lignina presente nas madeiras e nas gramíneas se

difere na sua composição nas quantidades dos álcoois p-cumarílico, coniferílico e

sinapílico. A madeira macia tem como principal componente da lignina o álcool

coniferílico, a madeira dura os álcoois coniferílico e sinapílico e as gramíneas os

álcoois p-cumarílico, coniferílico (FERRARA, 1988). A formação da lignina ocorre

através de reações complexas por meio de catálise enzimática, proveniente

principalmente da polimerização desidrogenativa dos álcoois p-cumarílico,

coniferílico e sinapílico.

Além de conferir rigidez e coesão aos componentes da parede celular da

madeira a lignina também tem a função de ligar as células fazendo com que a

estrutura da madeira tenha boa resistência mecânica ao impacto, a compressão e a

dobra. Funcionando como uma barreira natural contra a ação de microrganismos, a

lignina impede a ação de enzimas que degradam a parede celular da madeira.

Figura 1 - Monômeros precursores da lignina, quando R1 e R2 são H (hidrogênios) tem-se o álcool p-cumarílico, se R1 igual a OCH3 e R2 igual H tem-se o álcool coníferílico e se R1 e R2 são iguais OCH3 tem-se o álcool sinapílico (FERRARA, 1988).

Page 15: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA DE ENGENHARIA DE …sistemas.eel.usp.br/bibliotecas/monografias/2014/MIQ14002.pdfProdução de lignina peroxidase com a utilização de subprodutos

14

No processo de obtenção de polpa de celulose, a madeira passa por um

tratamento químico, no qual, a lignina sofre degradação parcial. Neste processo os

cavacos obtidos de madeira de eucalipto são cozidos na presença de hidróxido de

sódio e sulfeto de sódio, juntamente com outros sais de sódio em menor quantidade.

Tal processo é chamado Processo Kraft, o aumento da temperatura no cozimento

ocorre de forma gradual até atingir cerca de 170 °C e mantido por um tempo

determinado, dessa forma ocorre a deslignificação da madeira devido a quebra das

ligações carbono-oxigênio, em fragmentos de lignina solúveis (CARVALHO, 2003).

A lignina se difere dos polímeros naturais por não possuírem ligações iguais,

de fácil hidrólise e não possuem regularidade. As ligações mais comuns são a

β-O-4. Algumas ligações como as α-O-4, éter entre grupos aromáticos, alril-alquil e

bifenil também são exibidas na Figura 2.

Figura 2 - Estrutura representativa da molécula de lignina, em destaque a ligação predominante β-O-4 (ADLER,1977).

Page 16: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA DE ENGENHARIA DE …sistemas.eel.usp.br/bibliotecas/monografias/2014/MIQ14002.pdfProdução de lignina peroxidase com a utilização de subprodutos

15

2.2 Composição do Licor Negro

A palavra kraft de origem alemã significa força, o Processo Kraft e utilizado

para obtenção de embalagens, papeis de maior resistente e pápeis para impressão.

O licor negro é um subproduto resultante do cozimento de madeira que contém,

além de componentes inorgânicos, os produtos da degradação da lignina e dos

polissacarídeos.

Na indústria de papel e celulose, geralmente, o licor negro é queimado para

recuperação dos produtos químicos e produção de energia. As propriedades de

combustão do licor negro são determinadas pela composição química dos seus

constituintes orgânicos. Para recuperar os componentes do licor negro e utilizá-lo

em outras aplicações faz-se necessário o conhecimento da sua composição química

(TEIXEIRA, 2008).

Com a quebra das ligações durante o cozimento da madeira observa-se o

aparecimento de vários compostos fenólicos Figura 3. Analisando-se as estruturas

formadas constatam-se algumas semelhanças com a estrutura de álcool veratrílico

Figura 4.

Figura 3 - Compostos fenólicos resultantes da degradação da lignina. Aldeído siríngico (1), ácido siríngico (2), ácido vanílico (3) e vanilina(4) ( TEIXEIRA, 2008).

Page 17: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA DE ENGENHARIA DE …sistemas.eel.usp.br/bibliotecas/monografias/2014/MIQ14002.pdfProdução de lignina peroxidase com a utilização de subprodutos

16

Figura 4- Estrutura do álcool veratrílico (álcool 3,4-dimetoxibenzílico), (SIGMA-ALDRICH®, 2012).

2.3 A Lignina peroxidase e o fungo

As enzimas são biocatalisadores altamente específicos e podem ser

vastamente aplicadas nos mais diferentes segmentos industriais. Algumas são

responsáveis pela degradação da lignina, e como a maiorias das enzimas são

instáveis termicamente e suscetíveis à ação de proteases, inibição enzimática e

apresentam dificuldades quanto a sua separação e reutilização (CARVALHO, 2003).

O basidiomiceto Phanerochaete chrysosporium é o principal produtor das

enzimas lignina peroxidase (LiP) (EC 1.11.1.14). O fungo produz também outras

fenoloxidases importantes para a degradação da lignina como a manganês

peroxidase (MnP) (EC 1.11.1.13) e Lacase (EC 1.10.3.2). Em 1984 a lignina

peroxidase, produzida pelo Phanerochaete chrysosporium, foi identificada

simultaneamente por dois diferentes grupos de pesquisa (KUWAHARA et al., 1984;

TIEN; KIRK, 1984). A lignina peroxidase é definida como uma fenoloxidase, capaz

de oxidar compostos fenólicos e não fenólicos, gerando radicais fenoxilas e radicais

cátions, respectivamente.

O fungo Phanerochaete chrysosporium possui alto potencial de produção de

LiP, mas os processos produtivos propostos são considerados de alto custo, devido

aos reagentes empregados.

O Phanerochaete chrysosporium é o fungo de decomposição branca mais

estudado, é o responsável pela produção das duas peroxidases capazes de

degradar a lignina (JOHJIMA et al., 1999).

Page 18: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA DE ENGENHARIA DE …sistemas.eel.usp.br/bibliotecas/monografias/2014/MIQ14002.pdfProdução de lignina peroxidase com a utilização de subprodutos

17

Sendo um decompositor natural de madeiras duras e macias de fibra longa, o

Phanerochaete chrysosporium é considerado um modelo para o desenvolvimento e

entendimento do sistema produtor das enzimas ligninolíticas. O complexo enzimático

mais completo para a degradação da lignina, produzido por este fungo, também é

capaz de degradar compostos orgânicos tóxicos como os pesticidas (SINGH; CHEN,

2008).

As ligninases são o grupo de enzimas que realizam a despolimerização

oxidativa da lignina, sua produção está associada restrição nutricional do fungo,

limitação em nitrogênio ou carbono durante o metabolismo secundário. A produção

dessas enzimas em laboratório pode ser realizada de forma estacionaria ou agitada

utilizando meios de culturas bastante ricos e complexos. (TIEN; KIRK, 1988)

O Phanerochaete chrysosporium mesmo sendo o maior produtor da LiP, não

detém a exclusividades de produção das ligninases, outros fungos de decomposição

branca, como o Tramedes versicolor, também produzem tal complexo enzimático

(WONG, 2008).

2.4 Composição da Milhocina

A solução de milhocina é produto da maceração a quente do grão de milho

em presença de ácido sulfúrico, sua composição é rica em carboidratos solúveis,

sais minerais e principais aminoácidos necessários para o desenvolvimento de

vários microrganismos. Suas principais aplicações são na suplementação

alimentícia animal, fonte de nutrientes para processos biotecnológicos indústrias e

produção de isca para insetos (FILIPOVIC; RISTIC; SAKAC, 2001).

Na composição da milhocina estão presentes vários carboidratos,

aminoácidos, peptídeos, compostos orgânicos, metais e íons inorgânicos. A

composição geral da milhocina mostra que 11% da sua composição é açúcar

redutor, determinado como glicose, 5,1% é ácido lático, 0,15% é nitrogênio volátil e

0,1% ácido acético (LIGGETT; KOFFLER, 1948).

Page 19: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA DE ENGENHARIA DE …sistemas.eel.usp.br/bibliotecas/monografias/2014/MIQ14002.pdfProdução de lignina peroxidase com a utilização de subprodutos

18

Segundo (AKHTAR et al.,1998) a milhocina é composta, na base seca, por

40,8% de proteína, 16,0% de ácido lático, 12,8% de açucares redutores e 30,4% de

outros compostos, com umidade em torno de 49,3% apresenta pH de 3,9.

Dos carboidratos presentes na composição química da milhocina, os que se

apresentam em maior quantidade são a glicose e a frutose, e em pequenas

quantidades aparecem também a galactose, arabinose e xilose sendo esta bastante

rara. Os di e trissacarídeos também aparecem em pequenas quantidades como a

sacarose, rafinose, melibiose, trealose e maltose.

As quantidades de arabinose, xilose e glicose podem ser aumentadas

através da hidrólise ácida que ocorre naturalmente durante o processo de

maceração do milho. Além dos açúcares presente na milhocina são encontrados

também na sua composição, ácido glutâmico, glutamina, leucina, prolina, ácido

aspártico, asparagina, lisina cistina e metionina.

Na milhocina estão presentes os ácidos lático e glicólico, alguns ácidos

graxos, como o linoleico presente em maior quantidade. Componentes inorgânicos

como ferro, cobre, níquel, potássio, fósforo, sódio e cloro são os mais comuns

(HULL et al., 1996).

Durante o processo de maceração ocorre a fermentação natural da milhocina

levando a formação principalmente do ácido lático baixando o pH entre 3,8 e 4,5

(LIGGETT e KOFFLER, 1948).

De acordo (LIGGETT; KOFFLER, 1948), a amônia e os aminoácidos alanina,

arginina, ácido aspártico, cistina, ácido glutâmico, histidina, isoleucina, leucina, lisina

e metionina, fenilalanina, prolina, treonina, tirosina e valina detêm 95% do nitrogênio

presente na milhocina e mais de um quarto do nitrogênio é apesentado sob a forma

de alanina. As vitaminas do complexo B apresentam-se em quantidades

consideráveis. Vitaminas como riboflavina, niacina, ácido pantatênico, piridoxina,

biotina, vitaminas A, D, E K e C e tiamina e inositol estão presente na milhocina,

assim como os minerais como cálcio, ferro, magnésio, fósforo e potássio.

A milhocina com sua composição quantificada é apresentada na Tabela 1,

(CORN PRODUCTS BRASIL, 1998).

Page 20: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA DE ENGENHARIA DE …sistemas.eel.usp.br/bibliotecas/monografias/2014/MIQ14002.pdfProdução de lignina peroxidase com a utilização de subprodutos

19

Tabela 1 - Composição básica da solução de milhocina concentrada, adaptada da CORN

PRODUCTS BRASIL (CORN PRODUCTS BRASIL,1998).

AMINOÁCIDOS % Alanina 9,83 Arginina 3,68 Ácido Aspártico 5,82 Cistina 2,20 Ácido Glutâmico 18,07 Triptofano * Glicina 5,27 Histidina 3,72 Isoleucina 3,07 Leucina 8,28 Lisina 4,75 Tirosina 3,09 Metionina 1,98 Fenilalanina 2,85 Prolina 9,64 Serina 5,18 Treonina 4,08 Valina 5,16 VITAMINAS (mg/kg) Biotina 0,3 Colina 3.500,0 Inositol 6.000,0 Niacina 80,0 Ácido Pantatênico 15,0 Piridoxina 9,0 Riboflavina 6,0 Tiamina 3,0 MINERAIS % Cálcio 0,14 Magnésio 0,6 Potássio 2,8 Sódio 0,1 Fósforo 1,8 Enxofre 0,6 MINERAIS (mg/Kg) Cobre 15,0 Manganês 20,0 Ferro 100,0 Selênio 0,3 Zinco 60,0

*Destruído durante hidrólise ácida.

Page 21: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA DE ENGENHARIA DE …sistemas.eel.usp.br/bibliotecas/monografias/2014/MIQ14002.pdfProdução de lignina peroxidase com a utilização de subprodutos

20

As diferenças entre os tipos de plantas, região de cultivo, época do ano, safra

e fatores externos podem influenciar a composição do milho, influenciando em

consequência, todos seus subprodutos e derivados. A composição apresentada na

Tabela 2 pode sofrer alterações, entretanto, mesmo sofrendo variação na

composição química, a milhocina possui alto potencial nutritivo para ser utilizada

com substrato no crescimento de microrganismos (MASARIN, 2006).

Page 22: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA DE ENGENHARIA DE …sistemas.eel.usp.br/bibliotecas/monografias/2014/MIQ14002.pdfProdução de lignina peroxidase com a utilização de subprodutos

21

3 JUSTIFICATIVAS E OBJETIVOS

3.1 Justificativas

Os estudos feitos com o objetivo de produzir a lignina peroxidase são

realizados, tradicionalmente, através de meios sintéticos de alta complexidade e

custo elevado desde a década de 1980. Considerando a complexidade dos meios

sintéticos, os subprodutos industriais potencialmente nutritivos para meio de cultura,

poderiam ser utilizados para a produção da enzima? A glicose pode ser substituída

por outra fonte de carbono? Os nutrientes presentes na milhocina, como as

vitaminas, também podem se empregados para enriquecer os meios de cultura sem

causar reduções consideráveis nos níveis de atividade enzimática? O indutor da

produção da enzima, álcool veratrílico, pode ser substituído por produtos da

degradação da lignina?

Os tratamentos enzimáticos empregados em diversos setores industriais são

comprovadamente eficazes, mas nem sempre a eficácia desses tratamentos esta

associado a viabilidade econômica da sua aplicação.

O primeiro passo para torna possível a aplicação industrial da lignina

peroxidase é obtê-la com menor custo de produção possível. O desenvolvimento

deste estudo procura obter a lignina peroxidase utilizando subprodutos industriais de

baixo ou quase nenhum valor comercial.

3.2 Objetivos

- Estudar a viabilidade do cultivo do Phanerochaete chrysosporium em meio

contendo milhocina.

- Verificar a possibilidade da utilização de licor negro com indutor na produção

da lignina peroxidase.

- Estudar a possibilidade de aplicação conjunta de milhocina e licor negro na

produção da lignina peroxidase.

Page 23: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA DE ENGENHARIA DE …sistemas.eel.usp.br/bibliotecas/monografias/2014/MIQ14002.pdfProdução de lignina peroxidase com a utilização de subprodutos

22

4 MATERIAIS E MÉTODOS

Os métodos experimentais adotados para a produção da enzima lignina

peroxidase foram baseados na alteração dos métodos utilizados por

(CARVALHO, 2003), os ensaios foram conduzidos com o fungo imobilizado, com a

finalidade permitir a produção do extrato enzimático em processo de batelada. Os

experimentos foram compostos por ensaios comparativos. Foram avaliados os

meios de cultivos já estabelecidos em comparação com os meios de cultivo nos

quais as fontes de carbono e nutrientes e o ativador da síntese da enzima foram

substituídos por milhocina e licor negro, respectivamente.

4.1 Determinação dos açúcares presentes na Milhocina

Através da cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC) determinou-se a

concentração de açucares presente na amostra de Milhocina. Durante o processo de

obtenção da enzima o controle dos glicídios redutores totais foi realizado através do

método de determinação do teor de glicídios redutores (NELSON,1944). Para a

realização dos ensaios utilizou-se a milhocina produzida pela empresa Ingredion

Brasil Ingredientes Industriais LTDA, sob o número de lote 0000797453.

4.2 Determinação da massa específica e densidade relativa do Licor

Negro

A massa específica do licor negro foi determinada pelo método picnométrico,

os picnômetros, limpos e secos, tiveram suas massas determinas estando vazios,

contendo água destilada e contendo licor negro, em balança analítica com precisão

de 0,0001g da marca METTLER modelo AE160.

Page 24: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA DE ENGENHARIA DE …sistemas.eel.usp.br/bibliotecas/monografias/2014/MIQ14002.pdfProdução de lignina peroxidase com a utilização de subprodutos

23

4.3 Preparado do inóculo do Phanerochaete chrysosporium

Para o preparo do inóculo utilizou-se a linhagem ATCC 24725 do fungo

Phanerochaete chrysosporium, incubados durante 7 dias em meio malte agar 2%.

Após o tempo de cultivo preparou-se uma suspensão de esporos com a inserção de

água destilada estéril nos tubos de cultivo. A seguir realizou-se a raspagem com

alça de platina, recolheu-se o material em tubo estéril, agitou-se em vortex durante 3

minutos para a obtenção dos esporos livres através de filtração em lã de vidro.

Em seguida determinou-se a absorbância a 650 nm da suspenção no

espectrofotômetro da marca Shimadzu modelo UV-150-02. Para determinar a

concentração de esporos da suspenção utilizou-se a curva de coeficiente angular

5,42×106 esporos.mL-1 e coeficiente de correlação 0,9991 (CARVALHO, 2003).

4.4 Meio de cultura padrão para a produção da Lignina Peroxidase

A composição do meio para produção de lignina peroxidase utilizada por

(CARVALHO, 2003), apresentada na tabela 2, foi adotada como condição controle

padrão para a produção da enzima.

A solução de vitaminas foi esterilizada por filtração e as soluções de glicose a

10% (p/v), elementos traços, álcool veratrílico (álcool 3,4-dimetoxibenzílico) 200mM

e detergente Tween 80 a 10% (p/v), foram esterilizadas em autoclave a 121°C por

20 minutos.

Page 25: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA DE ENGENHARIA DE …sistemas.eel.usp.br/bibliotecas/monografias/2014/MIQ14002.pdfProdução de lignina peroxidase com a utilização de subprodutos

24

Tabela 2 - Composição completa do meio de cultura quimicamente definido, limitado em fonte de carbono (Relação C/N= 9,3), (CARVALHO, 2003).

GLICOSE g.L-1 2,0 TARTARATO DE DI-AMÔNIO g.L-1 0,66 ELEMENTOS TRAÇOS mg.L-1 Nitrolotriacetato de sódio 1,5 MnSO4.H2O 1,0 CoCl2.6H2O 1,0 ZnSO4.7H2O 3,0 CuSO4.5H2O 0,01 AlK(SO4)2.12H2O 0,01 H3BO3 0,01 Na2MoO4 0,01 VITAMINAS µg.L-1 Biotina 4,0 Ácido Fólico 4,0 Riboflavina 10,0 Ácido Tiótico 10,0 Ácido ρ-aminobenzóico 10,0 Tiamina HCl 100,0 Cianocobalina 0,2 Piridoxina 20,0 Ácido Nicotínico 10,0 Pantotenado de Cálcio 10,0 SUBSTÂNCIAS INORGÂNICAS g.L-1 MgSO4.7H2O 0,50 CaCl2.2H2O 0,10 FeSO4.2H2O 0,014 H3PO4 0,70 TAMPÃO Ácido tartárico g.L-1 3,0 (NaOH 5M e KOH 5M volume necessário para ajuste do pH a 4,5)

4.5 Cultivo Phanerochaete chrysosporium e produção da Lignina

Peroxidase utilizando meio de cultivo padrão

Para a produção da enzima utilizou-se 1,7g de suporte, manta abrasiva de

náilon (3M Scotch BriteMR) no formato de cubos com cerca de 0,8 cm³, adotando

como biorreator, em triplicata, frascos erlenmeyer de 250 mL contendo 75 mL de

meio de cultura e 1,65×107 esporos.

Page 26: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA DE ENGENHARIA DE …sistemas.eel.usp.br/bibliotecas/monografias/2014/MIQ14002.pdfProdução de lignina peroxidase com a utilização de subprodutos

25

O crescimento do fungo foi conduzido em ar atmosférico, agitação a 150 rpm

e 37 °C e, após o término do consumo da fonte de carbono retirou-se 1/3 do volume

inicial, para obtenção da enzima de forma concentrada. Em seguida adicionou-se o

volume necessário de álcool veratrílico e Tween 80, para atingir a concentrações de

2,5 mM e 0,13% (p/v), respectivamente. Após a adição de todos os componentes ao

meio concentrado, realizou-se a oxigenação dos frascos, em série, até a total

saturação da atmosfera de cada frasco, mantendo-os a 60 rpm e 37 °C

(CARVALHO, 2003).

4.6 Cultivo Phanerochaete chrysosporium e Produção da Lignina

Peroxidase utilizando Milhocina e Licor negro

Ensaios utilizando milhocina, como substituinte para a fonte de carbono e

vitaminas em diferentes concentrações, foram realizados para determinar as

melhores condições de cultivo.

No processo de indução para a produção do extrato enzimático, em

substituição ao álcool veratrílico utilizado no meio de cultivo padrão, foi empregado o

licor negro em diferentes concentrações.

Posteriormente aos ensaios utilizando milhocina e licor negro,

separadamente, realizou uma série de ensaios com os dois substituintes de forma

conjunta.

As condições de cultivo, temperatura, agitação e a oxigenação, utilizadas para

o meio de cultivo padrão foram mantidas em todos os ensaios com os substituintes.

Page 27: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA DE ENGENHARIA DE …sistemas.eel.usp.br/bibliotecas/monografias/2014/MIQ14002.pdfProdução de lignina peroxidase com a utilização de subprodutos

26

4.7 Determinação da Atividade de Lignina Peroxidase

A lignina peroxidase foi a primeira das enzimas produzidas pelo

Phanerochaete chrysosporium a ser descoberta, sua atividade pode ser determinada

através aumento da absorbância, ocasionada pela oxidação do álcool veratrílico, em

presença de H2O2 a 310 nm. A atividade foi determinada pela mistura reacional

contendo o extrato enzimático, tampão tartarato de sódio 0,333 M, álcool veratrílico

4 mM e peróxido de hidrogênio 10 mM.

A reação iniciada com peróxido de hidrogênio foi acompanhada durante um

minuto em espectrofotômetro modelo UV-150-02 da marca Shimadzu. Utilizou-se o

coeficiente de extinção molar do álcool veratrílico, 9300 M-1.cm-1 (TIEN; KIRK, 1988),

para determinar a atividade da enzima, expressa em U.L-1.

Page 28: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA DE ENGENHARIA DE …sistemas.eel.usp.br/bibliotecas/monografias/2014/MIQ14002.pdfProdução de lignina peroxidase com a utilização de subprodutos

27

5 RESULTADOS E DISCUSSÕES

5.1 Açúcares presentes na Milhocina

Para determinação dos açúcares presentes na milhocina, através da

cromatografia líquida, utilizou-se uma solução a 30% (m/v) da amostra de modo que

cada litro de milhocina continha 21,6 g de açúcar, identificados como arabinose,

glicose e xilose.

5.2 Massa Especifica e Densidade Relativa do Licor Negro

O licor negro utilizado nos ensaios para produção da LiP foi obtido após

processo de cozimento da madeira, Eucalyptus grandis, para obtenção de celulose

via Processo Kraft.

As massas determinadas para a obtenção da massa específica (ρ) e

densidade relativa (d), foram obtidas em triplicatas, pelos picnômetros 1, 2 e 3.

Picnômetro 1:

mp= 14,9907 g mH2O= 19,7722 g mLN= 20,2364 g

Picnômetro 2:

mp= 14,4542 g mH2O= 19,2596 g mLN= 20,2364 g

Picnômetro 3:

mp= 14,8225 g mH2O= 19,6160 g mLN= 20,1523 g

Verificou-se que a massa específica e a densidade relativa do licor negro

utilizadas nos ensaios foram 1,0538 g.mL-1 e 1,0970, respectivamente, tais valores

obtidos segundo os cálculos:

Page 29: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA DE ENGENHARIA DE …sistemas.eel.usp.br/bibliotecas/monografias/2014/MIQ14002.pdfProdução de lignina peroxidase com a utilização de subprodutos

28

Onde:

ρ ... massa específica (g.mL-1);

d ... densidade relativa;

mp ... massa do picnômetro vazio;

mH2O ... massa do picnômetro contendo água;

mLN ... massa do picnômetro contendo licor negro.

As concentrações do licor negro utilizadas nos ensaios foram calculadas

através da massa especifica determinada experimentalmente.

As concentrações 3,4 g.L-1, 5,9 g.L-1, 8,4 g.L-1 e 16,8 g.L-1, denominadas LN20,

LN35, LN50, LN100, foram adotadas nos ensaios para produção da enzima. Essas

concentrações são equivalentes, em massa, as soluções de álcool veratrílico de 20,

35, 50 e 100 mM. As concentrações do licor negro empregadas foram selecionadas

tendo por base a concentração do álcool veratrílico utilizado no ensaio padrão e,

considerando que a despolimerização da lignina durante o processo de cozimento

da madeira leva à formação de um grande número de compostos fenólicos, não

quantificados.

5.3 Cultivo Phanerochaete chrysosporium e Produção da Lignina

Peroxidase

A produção em laboratório da lignina peroxidase pelo Phanerochaete

chrysosporium foi associada à limitação nutricional do fungo em carbono.

As concentrações de 1% e 10% (v/v) de milhocina foram inicialmente

sugeridas a partir da concentração de glicose, fonte de carbono, presente no meio

Page 30: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA DE ENGENHARIA DE …sistemas.eel.usp.br/bibliotecas/monografias/2014/MIQ14002.pdfProdução de lignina peroxidase com a utilização de subprodutos

29

de cultivo padrão, controle. Observou-se que a essas concentrações de milhocina

promoveram o crescimento excessivo do fungo, extrapolando os limites do suporte

de imobilização, o que inviabiliza a produção da enzima com o fungo imobilizado.

Desta forma, foram testadas concentrações inferiores a 1% (v/v) de milhocina, 0,5%

e 0,75%, acompanhando-se o crescimento do fungo e a produção da enzima.

O consumo da fonte de carbono foi controlado através da dosagem de

glicídios redutores totais. Observou-se que o término da fonte de carbono no meio

de cultivo padrão ocorreu após 2 dias da inoculação dos cultivos, entretanto, nos

cultivos com milhocina o término da fonte de carbono foi observado um dia após o

término do consumo no meio controle.

Realizado o processo de indução da síntese da enzima, as atividades

enzimáticas foram quantificadas nos dias que se seguiram.

O Gráfico 1 mostra o perfil da produção da enzima no ensaio controle e nos

ensaios com deferentes concentrações de milhocina.

Os resultados indicam que a milhocina poder ser adotada como substituinte,

da fonte de carbono e vitaminas, no processo de produção da enzima. Os níveis de

atividades médias demostraram que os valores de atividades enzimática obtidos no

meio contendo milhocina e no meio controle foram bastante próximos em valores,

quando comparados.

Gráfico 1- Comparação de atividade de LiP nos cultivos de meio controle e meio contendo milhocina.

0

20

40

60

80

100

120

140

160

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Ati

vid

ade

LiP

(U

.L- ¹)

Dias de ativação

Controle

Milhocina 0,5%

Milhocina 0,75%

Page 31: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA DE ENGENHARIA DE …sistemas.eel.usp.br/bibliotecas/monografias/2014/MIQ14002.pdfProdução de lignina peroxidase com a utilização de subprodutos

30

Quando comparados os valores máximos de atividade, nas triplicatas de

cultivo contendo milhocina a 0,5% (v/v), observou-se que um dos cultivos alcançou o

valor expressivo de 429,0 U.L-¹, (3° dia), e o controle não ultrapassou 190,3 U.L-¹,

(2° dia). Nota-se que tanto no processo de consumo da fonte de carbono, como na

síntese da enzima o fungo utilizando milhocina levou um dia a mais que no

crescimento utilizando o meio controle, revelando um tempo maior de adaptação as

condições de cultivo.

Pode-se observar que das concentrações testadas, a que obteve melhores

resultados foi a milhocina a 0,5% (v/v). Esta concentração não pode ser considerada

padrão, pois, a milhocina pode sofre alterações na sua composição de acordo com a

literatura.

O licor negro, considerado inicialmente um provável indutor do processo de

produção do extrato enzimático, foi utilizado como uma alternativa ao álcool

veratrílico na etapa de ativação da síntese da enzima.

Gráfico 2- Comparação de atividade de LiP nos cultivos de meio controle e meio contendo licor negro.

O Gráfico 2 exibe o perfil de atividade da lignina peroxidase, produzida pelo

Phanerochaete chrysosporium, estimulada pelo licor negro. Observou-se que nos

0

50

100

150

200

250

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Ati

vid

ade

LiP

(U

.L- ¹)

Dias de ativação

Controle

LN20

LN35

LN50

LN100

Page 32: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA DE ENGENHARIA DE …sistemas.eel.usp.br/bibliotecas/monografias/2014/MIQ14002.pdfProdução de lignina peroxidase com a utilização de subprodutos

31

cultivos induzidos por diferentes concentrações de licor negro, em relação ao

controle, apresentaram níveis de atividades enzimáticas bastante diferentes.

Ressalta-se que em todas as concentrações utilizadas detectou-se atividade

enzimática, entretanto, o licor negro na concentração de 3,4 g.L-1, LN20, apresentou

os melhores resultados de atividades de LiP.

Observou-se que quanto menor a concentração de licor negro maior é o valor

médio atingido pela atividade enzimática, sugerindo que a diminuição da

concentração, abaixo de 3,4 g.L-1, pode ser mais eficiente na obtenção de atividade

no extrato enzimático.

5.4 Cultivo Phanerochaete chrysosporium e Produção da Lignina

Peroxidase utilizando Milhocina e Licor Negro

Nos ensaios em que tanto a fase de crescimento do fungo quanto a fase de

síntese da enzima foram alterados, com o uso da milhocina 0,5% (v/v) e licor negro

(LN20), não foi detectada atividade enzimática.

Tais resultados indicam que o uso conjunto de substituintes para a fonte de

carbono e vitaminas e para a ativação da síntese da lignina peroxidase necessitam

de ensaios mais apurados de modo que as condições de uso destes substituintes ao

cultivo do Phanerochaete chrysosporium.

Page 33: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA DE ENGENHARIA DE …sistemas.eel.usp.br/bibliotecas/monografias/2014/MIQ14002.pdfProdução de lignina peroxidase com a utilização de subprodutos

32

6 CONCLUSÃO

Os resultados obtidos utilizando os subprodutos milhocina e licor negro foram

promissores. O uso de milhocina na concentração de 0,5% (v/v) forneceu atividade

média de lignina peroxidase (144,1 U.L-1) próximo ao obtido com meio controle

(138,4 U.L-1). Foi registrado, em uma das triplicatas do cultivo com milhocina , pico

de atividade de 429,0 U.L-1 bastante superior ao meio de cultivo padrão.

Algumas considerações podem ser feitas sobre o uso da milhocina. Uma vez

que a concentração de milhocina que forneceu os melhores resultados foi a menor

testada, a redução desta concentração poderá resultar até em uma melhoria dos

níveis de atividade.

A definição da concentração da milhocina utilizada foi realizada de acordo

com a concentração de glicose do meio de cultivo padrão. Entretanto, a composição

da milhocina é heterogênea contendo outras possíveis fontes de carbono.

O uso de milhocina implica na análise preliminar de cada lote do subproduto,

já que sua composição é condicionada a pela região da plantação, cultivo e espécie

do milho.

O uso do licor negro na menor concentração testada, 3,4 g.L-1, foi identificada

como a mais adequada embora os níveis de atividade enzimática tenham sido

baixos. Nesta concentração de licor negro foram alcançados atividades médias de

64,5 U.L-1 com picos de atividade de 96,8 U.L-1. A dificuldade em identificar a

concentração do substituinte a ser utilizada se deve ao fato de que a

despolimerização da lignina resulta em uma variedade de compostos fenólicos,

alguns dos quais com estruturas semelhantes a do álcool veratrílico. Portanto, a

avalição do licor negro em menores concentrações poderá ter efeitos benéficos aos

níveis de atividade enzimática.

Com relação ao uso conjunto dos dois substituintes ficou evidente a

necessidade de estudos para adaptação das condições de cultivo tanto aos

carboidratos da milhocina na fase de crescimento do fungo quanto as estruturas

fenólicas do licor negro na etapa de produção da enzima.

Page 34: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA DE ENGENHARIA DE …sistemas.eel.usp.br/bibliotecas/monografias/2014/MIQ14002.pdfProdução de lignina peroxidase com a utilização de subprodutos

33

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

ADLER, E. Lignin chemistry - past, present and future. Wood Sci Technol, v.11, n., p.169-218, 1977.

AKHTAR, M. et al. An overview of biomecanical pulping research. In: RAYMOND, A. YOUNG.; AKHTAR, M. Environmentally Friendly Tecnologies for the Pulp and Paper Industry. New YorK: John Wiley and Sons, 1998. p. 309-339.

CARVALHO, M.E.A. Produção de Lignina Peroxidase e sua Aplicação no Biobranqueamento de Pasta de Celulose. 2003, 160 f. Tese (Doutorado em Ciências) - Universidade Federal do Rio de Janeiro. Rio de Janeiro, 2003.

CORN PODUCTS BRASIL. Solução concentrada de Milhocina®. 1998, 3f. (Boletim Técnico) São Paulo, Março de 1998.

FERRARA, M. A. Produção de Lignina Peroxidase por Phanerochaete chrysosporium e Diferentes Fontes de Carbono. 1988, 88f. Dissertação (Mestrado em Ciências) - Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro 1988.

FILIPOVIC, S.S.; RISTIC, M. D.; SAKAC M. B. Techonology of Corn Steep Application in Animal Mashes and their Quality. Roumanian Biothecnology Letters, v.7. p.705-710, 2001.

HULL, S.R. et al Composition of Corn Steep Water during Steeping. J Agric.Food Chem., v.44, n7, p.1857-1863, 1996.

JOHJIMA,T et al. Direct interaction of lignin peroxidase from Phanerochaete chrysosporium. Biochemistry, v.96, p. 1989-1994, 1999.

KUWAHARA, M.; GLENN, J.K.; MORGAN, M.A.; GOLD, M.H. Separation and characterization of two extracellular H2O2-dependent oxidases from ligninolytic cultures of Phanerochaete chrysosporium. FEBS Letters, v. 169, n.2, p. 147-250, 1984.

LIGGETT, R. W.; KOFFLER, H. Corn steep liquor in Microbiology. Bacteriol. Rev., v.12, n.4, p. 297–31, 1948.

MASARIN, F. Habilidade degradativa de Ceriporiosis subvermispora e Phanerochaete chrysosporium em cultivos de madeira de Ecalypitus grandis não autoclavada. 2006. 89f. Dissertação (Mestrado em Biotecnologia Industrial) – Departamento de Biotecnologia, Escola de Engenharia de Lorena, Universidade de São Paulo, Lorena, 2006.

NELSON, N. A photometric adaptation of the somogy method for the determination of glucose. J.Biol. Chem, v.153, p. 357-360, 1944.

TEIXEIRA, S.P.S. Análise e Potencialidades das Espécies Químicas Presentes no Licor Negro. 2008, 71 f. Dissertação (Mestrado em Materiais Derivados de Recursos Renováveis) – Universidade de Aveiro, Aveiro 2008.

Page 35: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA DE ENGENHARIA DE …sistemas.eel.usp.br/bibliotecas/monografias/2014/MIQ14002.pdfProdução de lignina peroxidase com a utilização de subprodutos

34

SINGH, D.; CHEN, S. The white-rot fungus Phanerochaete chrysosporium: conditions for the production of lignin-degrading enzymes. Microbiol Biotechnol., v.81. p 399-417, 2008.

SIGMA - ALDRICH ®, Disponível em: http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/aldrich/d133000?lang=pt&region=BR Acesso em: 30 maio 2014

TIEN, M.; KIRK, T.K. Lignin-degrading enzyme from Phanerochaete chrysosporium: Purification, characterization, and catalytic properties of a unique H2O2-requiring oxygenase. Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA, v81, p.2280-2284, 1984.

TIEN, M.; KIRK, T.K. Lignin peroxidase of Phanerochaete chrysosporium. Methods Enzymol., v. 161 (Biomass, Pt B), p.238-249, 1988.

WONG, D. W. S. Structure and Action Mechanism of Ligninolytic Enzymes. Biochem Biotechnol, v.157, p.174-209, 2008.

Page 36: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA DE ENGENHARIA DE …sistemas.eel.usp.br/bibliotecas/monografias/2014/MIQ14002.pdfProdução de lignina peroxidase com a utilização de subprodutos

35

APÊNDICES

Apêndice A - Atividades de LiP em diferentes concentrações de milhocina.

Dias de ativação Atividade U.L-1

Controle Milhocina a 0,5% Milhocina a 0,75%

1 0,0 2,1 3,2

2 138,4 0,0 3,2

3 104,3 144,1 9,7

4 86,0 130,1 2,1

5 49,5 91,4 2,1

6 47,3 91,4 4,3

7 104,1 42,0 4,3

8 32,2 53,8 4,3

9 18,3 34,4 5,4

10 18,3 2,2 2,1

Page 37: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA DE ENGENHARIA DE …sistemas.eel.usp.br/bibliotecas/monografias/2014/MIQ14002.pdfProdução de lignina peroxidase com a utilização de subprodutos

36

Apêndice B - Atividades de LiP em diferentes concentrações de licor negro.

Dias de ativação Atividade U.L-1

Controle LN20 LN35 LN50 LN100

1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

2 202,2 9,7 15,1 42,0 0,0

3 185,0 64,5 9,7 42,0 37,1

4 162,4 48,4 10,7 19,4 21,0

5 174,1 30,7 0,0 1,6 1,6

6 144,1 0,0 7,5 0,0 0,0

7 150,6 0,0 0,0 0,0 0,0

8 146,2 0,0 0,0 0,0 0,0

9 141,9 0,0 0,0 0,0 0,0

10 129,0 0,0 0,0 0,0 0,0

Page 38: UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA DE ENGENHARIA DE …sistemas.eel.usp.br/bibliotecas/monografias/2014/MIQ14002.pdfProdução de lignina peroxidase com a utilização de subprodutos

37

Apêndice C - Comparação do consumo de Açúcar

Comparação do consumo de açúcar (g.L-1) nos cultivos contendo milhocina com os cultivos do meio de cultivo padrão.

Dias de cultivo Controle Milhocina a 0,5% Milhocina a 0,75%

0 2,00 0,04 0,06 1 1,53 0,04 0,05 2 0,00 0,02 0,02 3

0,00 0,00

Comparação do consumo de açúcar (g.L-1) no cultivo do meio de cultivo padrão ativado com álcool veratrílico e com os cultivos

ativados com licor negro.

Dias de cultivo Controle LN20 LN35 LN50 LN100

0 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 1 1,52 1,53 1,53 1,53 1,51 2 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

Comparação do consumo de açúcar (g.L-1) no cultivo com meio de cultivo padrão ativado com álcool veratrílico e com o cultivo

contendo Milhocina a 0,5% (v/v) e ativado com Licor Negro a 3,4 g.L-1 (LN20).

Dias de cultivo Controle Milhocina 0,5% e LN20

0 2,00 0,05 1 1,51 0,04 2 0,00 0,02 3

0,00