Produção de lacase para o pré-tratamento da digestão anaeróbia da água residuária do beneficiamento de café

Autor(es)

Fabricio Soares Moreira

• Tipo de documento: Dissertação de Mestrado
• Imprenta: São Carlos.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Escola de Engenharia de São Carlos (EESC/SBD)
• Data de defesa: 2024-02-09

Membros da banca

Giovana Tommaso; Mirian Yasmine Krauspenhar Niz; Vera Maria Valle Vitali

• Orientador: Giovana Tommaso

Resumo

O café possui grande importância comercial para o Brasil, que é considerado o maior produtor e exportador de café do mundo. O beneficiamento de toda essa produção é responsável pela geração de grandes quantidades de água residuária. A água residuária do beneficiamento de café (ARBC) é de difícil degradação por possuir grande quantidade de matéria orgânica e componentes tóxicos e, por isso, há necessidade do desenvolvimento de soluções economicamente viáveis para o gerenciamento deste resíduo antes do seu descarte. Com isso, o presente trabalho propôs o uso da ARBC como substrato para produção de enzimas ligninolíticas por fungo basidiomiceto, e o uso destas enzimas no pré-tratamento de uma água residuária do beneficiamento do café simulada em bancada para pré-tratatamento da digestão anaeróbia. As etapas dessa pesquisa foram: 1. avaliação de crescimento do fungo Pleurotus ostreatus em ARBC em estado sólido; 2. otimização da produção enzimática de P. ostreatus usando delineamentos experimentais sequenciais; 3. caracterização da enzima lacase presente no extrato enzimático; 4. otimização da degradação dos componentes do ARBC pelo extrato enzimático (pré-tratamento); 5. determinação da biodegradabilidade anaeróbia da água residuária pré-tratada e da água residuária sem o pré-tratamento, com comparação dos processos através da estimativa de parâmetros cinéticos da produção de metano. A tolerância do P. ostreatus a ARBC foi avaliada em meio sólido contendo ARBC, o P. ostreatus foi capaz de crescer em todas a concentrações de ARBC, além de descolorir a ARBC sem diluição. A otimização da produção da enzima lacase em ARBC por P. ostreatus, in vivo, em meio líquido foi avaliada utilizando dois delineamentos experimentais: Plackett Burman (PB) e Planejamento Fatorial (PF). O PB indicou que as concentrações de CuSO4, MnSO4 e agitação foram as variáveis que mais influenciaram positivamente a produção de lacase por P. ostreatus. No PF, somente o CuSO4 foi estatisticamente significativo para produção de lacase, para um nível de confiança de 95%. Após a escolha da condição de produção de lacase foi realizado uma cinética de produção de lacase, durante 30 dias para determinação dos principais picos de produção da enzima. O extrato enzimático obtido no pico de produção da lacase foi caracterizado em parâmetros físico-químicos e utilizado para o pré-tratamento da água residuária produzida em bancada, otimizado a partir de um planejamento fatorial 23, neste o pH e a agitação foram estatisticamente significativos, tendo o pH efeito negativo e a agitação efeito positivo, em relação a remoção de compostos fenólicos. O ensaio selecionado no pré-tratamento da ARBC foi estudado a partir da biodegradabilidade anaeróbia em comparação com a ARBC sem o pré-tratamento , foi verificado que o pré-tratamento enzimático promoveu a redução na produção de metano, sugerindo a possibilidade do P. ostreatus produzir metabólitos secundários que podem agir como inibidores do consórcio anaeróbio, como também, concentrações não inibitórias de compostos fenólicos podem ser importantes para o consórcio microbiano na digestão anaeróbia. (AU)

• Processo FAPESP: 21/15144-4 - Basidiomiceto no pré-tratamento da digestão anaeróbia de água residuária do beneficiamento de café
• Beneficiário: Fabricio Soares Moreira
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado