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Disertación de Maestría
DOI
10.11606/D.11.2014.tde-08042015-133119
Documento
Autor
Nombre completo
Gilda Mariano Silva
Dirección Electrónica
Instituto/Escuela/Facultad
Área de Conocimiento
Fecha de Defensa
Publicación
Piracicaba, 2014
Director
Tribunal
Monteiro, Regina Teresa Rosim (Presidente)
Cruz, Sandra Helena da
Gonçalves, Suely Patricia Costa
Título en portugués
Expressão de enzimas de Pleurotus spp. e descoloração do corante azul índigo
Palabras clave en portugués
Pleurotus
Azul índigo
Bagaço
Cana-de-açúcar
Enzimas
Vinhaça
Resumen en portugués
A vinhaça, o bagaço de cana e corantes têxteis descartados são resíduos econômica e ambientalmente importantes. As enzimas inespecíficas e a capacidade adsortiva dos fungos do gênero Pleurotus e do substrato exaurido da produção de cogumelos (SMS) os destacam na biorremediação. O objetivo deste trabalho é avaliar a produção de ligninases por P. sajor-caju e P. ostreatus em fermentação submersa (SmF) e em fermentação sólida (SSF) e aplicar estas na descoloração e detoxificação da vinhaça e do corante azul índigo. Na SmF, as espécies foram crescidas em vinhaça diluída a 50%, livres ou aderidas ("bio ball"). A biomassa e atividade das enzimas lacase, peroxidase e MnP foram medidas. Avaliou-se a descoloração da vinhaça tratada e sua toxicidade (D. similis, 48 h). No primeiro experimento de SSF, as espécies cresceram em bagaço+vinhaça. Examinou-se a produção de lacase e MnP e a descoloração de uma solução de azul índigo (pH 4,5) pelo sobrenadante e em contato com o bagaço inoculado. No segundo experimento, avaliou-se as enzimas lacase, peroxidase e MnP dos SMS 1 e 2 (P. ostreatus) em água destilada, tampão citrato-fosfato (pH 5) e solução de Ringer e a descoloração da mesma solução de corante pelos substratos, irradiados ou não. Caracterizou-se o material irradiado, com e sem corante (FTIR) e determinou-se a toxicidade do índigo (H. attenuata, 96 h). Em 12 dias de SmF, a biomassa das duas espécies, nos dois tratamentos, foi equivalente. P. ostreatus com bio ball exibiu maiores atividades de lacase e MnP em seis dias e de peroxidase e MnP em 12, sendo a ultima semelhante à atividade por P. ostreatus livre. P. sajor-caju aderido teve, aos 12 dias, a maior atividade de lacase. Em todos os ensaios, P. sajor-caju descoloriu mais a vinhaça. A vinhaça tratada se tornou menos tóxica para D. similis. Ao 14° dia de crescimento em bagaço, não detectou-se atividade da MnP e a lacase de P. sajor-caju foi maior do a de P. ostreatus: 14 e 0,4 UI g-1, respectivamente. O azul índigo foi melhor descolorido pelo sobrenadante de P. sajor-caju do que por P. ostreatus; a descoloração com bagaço inoculado foi igual para ambos. Para o SMS, a atividade enzimática foi semelhante em todas as extrações. A lacase se destacou no SMS 1, atingindo 2 UI g-1 com 0,1 g mL-1 de água destilada. Com 2,5 g deste substrato, a descoloração de 20 e 60 mL da solução de índigo foi maior com o material não irradiado do que com o irradiado. Para o SMS 2, essa diferença ocorreu apenas com 60 mL. A análise por FTIR revelou a presença de grupos de ligação com o corante. O espectro do SMS 2 diferiu do material controle (sem corante), sugerindo uma maior interação do que no SMS 1. O corante tratado pelo SMS se tornou muito mais tóxico para H. attenuata. Concluiu-se que os resíduos propiciaram a expressão enzimática em P. sajor-caju e P. ostreatus, a descoloração da vinhaça e do azul índigo e a redução de toxicidade da vinhaça.
Título en inglés
Enzymes expression by Pleurotus spp. and discoloration of indigo blue dye
Palabras clave en inglés
Biodegradation
dyes
enzyms
vinasse
waste
Resumen en inglés
Sugarcane bagasse and vinasse, as well as discharged textile dyes, are economically and environmentally important wastes. Pleurotus fungi and their spent mushroom waste (SMS) are noticed for their biosorption capacity and for producing unspecific enzymes. The aim of this work is: a) assess ligninases production by P. sajor-caju and P. ostreatus under submerged fermentation (SmF) and solid state fermentation (SSF); b) perform the discoloration and evaluate the detoxification of vinasse and indigo blue dye by those enzymes. Under SmF, the fungi were grown in vinasse 50% with or without a carrier (bio ball). Biomass and laccase, peroxidase and MnP activities were measured, as well as vinasse discoloration and its toxicity (D. similis, 48 h). At the first SSF experiment, the species were inoculated on bagasse+vinasse and laccase and MnP activities were measured; the discoloration of the indigo blue solution was performer with both the enzymatic broth and the inoculated bagasse. The second SSF experiment regarded two SMS from P. ostreatus (SMS 1 and 2). Laccase, peroxidade and MnP activities were measured after extraction with distilled water, phosphate-citrate buffer (pH 5) and Ringer solution. The discoloration of the same indigo solution (irradiated or not materials), followed by FTIR analysis of the irradiated substrate, were performed. The toxicity of treated and untreated indigo blue was given by H. attenuata (96 h). After 12 days under SmF, both species, grown free or with the carrier, produced the same biomass amount. Immobilized P. ostreatus gave the best results for laccase and MnP (six days), MnP (12 days), along with free P. ostreatus, and peroxidase (12 days). Peroxidase (six days) was better produced by free P. ostreatus; laccase (12 days) was higher for immobilized P. sajor-caju. Vinasse was more extensively discolored by P. sajor-caju in all treatments. Treated vinasse became less toxic for D. similis. After 14 days growing on bagasse, both species produced laccase (14 UI g-1 for P. sajor-caju and 0,4 for P. ostreatus) and no MnP activity was observed. Indigo blue was better discolored by P. sajor-caju enzymatic broth (74% at the proportion of 2:8); the discoloration with inoculated bagasse was statistically the same for both fungi. Regarding the SMS, laccase was the outstanding enzyme for SMS 1, reaching 2 UI g-1 with distilled water 0,1 g mL-1. Non irradiated SMS performed a better discoloration of the indigo dye solution than irradiated SMS 1 with 20 and 60 mL of solution. For SMS 2, a greater discoloration by the non-irradiated material compared to the irradiated one was achieved only with 60 mL of the indigo blue solution. SMS 2 + indigo blue spectra was different than the control material (no dye), suggesting that SMS 2 interacted more with the dye than SMS 1. The indigo blue solution had its toxicity towards H. attenuata increased after interacting with SMS 1 and 2. This work concluded that the studied wastes allowed enzymes expression by P. sajor-caju and by P. ostreatus, the discoloration of vinasse and indigo blue and a decrease in vinasse toxicity.
 
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Fecha de Publicación
2015-04-13
 
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