Produção de lipase por fermentação em estado sólido em biorreator de leito fixo

Abstract

Este trabalho teve como objetivo produzir enzimas lipolíticas por fermentação em estado sólido em um biorreator de leito fixo, empregando para isso o fungo mesofílico Metarhizium anisopliae ICB 421 e o fungo termofílico Thermomucor indicae-seudaticae N31, utilizando como substrato bagaço de cana de açúcar (BC), farelo de trigo (FT) e grãos de soja moída (S). As enzimas produzidas podem ser utilizadas para diversos fins industriais, entre eles a produção de biodiesel. Os testes para produção de enzimas foram realizados inicialmente em sacos de polipropileno e apresentaram para M. anisopliae atividade lipolítica de 13,71 U/gss a 28 °C, em meio composto por 50% BC, 25% FT e 25% S, com umidade de 70% e cultivado por 5 dias; para T. indicae-seudaticae atividade lipolítica de 2,81 U/gss a 45 °C, em meio composto por 50% BC, 25% FT e 25% S, com umidade de 70% e cultivado por 2 dias. Nestes ensaios, as variáveis testadas, composição do meio, umidade inicial, substituição do óleo de soja por farelo de soja e tempo de fermentação, afetaram a atividade das enzimas obtidas. Na sequência, como parte do aumento de escala, os ensaios foram conduzidos em dois biorreator de leito fixo, tendo-se como variáveis a vazão de ar e a umidade inicial do substrato, sendo que ambas afetaram a atividade enzimática, que atingiu 5,61 U/gss para M. anisopliae a 28 °C, em meio composto por 50% BC, 25% FT e 25% S, com umidade de 70%, vazão ar 180 L/h, cultivado por 5 dias, e 2,48 U/gss para T. indicae-seudaticae a 45°C, em meio composto por 50% BC, 25% FT e 25% S, com umidade de 70%, vazão ar 80 L/h, cultivado por 2 dias. Das enzimas produzidas, a de M. anisopliae apresentou valores muito baixos de transesterificação, descartando-a para a aplicação na obtenção de biodiesel, mas a de T. indicae-seudaticae mostrou-se promissora para esta aplicação

This study aimed to produce lipolytic enzymes through solid state fermentation (SSF) in a fixed-bed bioreactor, using Metarhirium anisopliae ICB 421 mesophilic fungi and Thermomucor indicae-seudaticae N31 thermophilic fungi, and sugar cane bagasse, wheat, and soybeans as substrate. The enzyme produced can be used for various industrial purposes, including biodiesel production. Tests for enzyme production initially performed in polypropylene and showed to M. anisopliae lipolytic activity of 13.71 U / gds at 28 ° C in medium composed of 50% BC, and 25% FT 25% S, with 70% humidity and cultivated for 5 days for T. indicae seudaticae lipolytic activity of 2.81 U / gds at 45 ° C in medium composed of 50% BC, and 25% FT 25% S, with 70% humidity and cultivated for 2 days. In these assays, the variables tested, medium composition, initial moisture, replacement of soybean oil by soybean meal and fermentation time, affected the activity of the enzymes obtained. Furthermore, as part of scaling, tests were conducted in a fixed bed bioreactor, testing again the process conditions for optimizing the production of lipase; the variables used in this step were air flow, and initial substrate moisture, both of which affect the enzymatic activity, that reached 5.61 U/gds to M. anisopliae at 28°C in medium composed of 50% BC, and 25% FT 25% S, with 70% humidity, air flow 180 L/h, for 5 days, and 2.48 U/gds for T. indicae-seudaticae at 45°C in medium composed of 50% BC, and 25% FT 25% S, with 70% humidity, air flow 80 L/h, for 2 days. . Enzymes produced, M. anisopliae showed very low transesterification, dismissing the application for obtaining biodiesel, but for T. indicae-seudaticae has shown promise for this application