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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.97.2017.tde-20112017-131053
Document
Author
Full name
Sabrina Evelin Martiniano
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Lorena, 2017
Supervisor
Committee
Silva, Silvio Silverio da (President)
Goldbeck, Rosana
Lacerda, Talita Martins
Santos, Júlio César dos
Targino, Brenda Neres
Title in Portuguese
Produção de leveduras enriquecidas com selênio a partir de resíduos vegetais
Keywords in Portuguese
Farelo de soja Biomassa amilácea
Leveduras enriquecidas
Selênio
Selenoleveduras
Abstract in Portuguese
O selênio é um não metal da família 6A e um micronutriente essencial para a saúde animal e humana, com importante ação antioxidante, atuando na prevenção de diversas doenças. O consumo de biomassa de levedura enriquecida com selênio aumenta sua absorção pelo organismo e reduz o risco dos efeitos tóxicos causados pelo consumo de sua forma inorgânica, selenito de sódio. A produção de leveduras enriquecidas com selênio a partir de resíduos amiláceos e lignocelulósicos como fontes de carbono e de nitrogênio é uma alternativa de baixo custo e inovadora. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivo a produção de biomassa de levedura enriquecida com selênio para alimentação animal a partir de resíduos da agroindústria. Foram avaliadas sete linhagens, pertencentes às espécies Candida utilis, Kluyveromyces marxianus, Rhodotorula glutinis e Saccharomyces cerevisiae. Realizaram-se estudos em cultivo submerso com selenito de sódio para avaliar os efeitos no metabolismo microbiano, com ênfase no crescimento celular e incorporação de selênio. Todas as linhagens avaliadas foram capazes de crescer e incorporar selênio, sendo que S. cerevisiae SSS41 apresentou elevada tolerância a esse composto e capacidade de crescimento em hidrolisados amiláceos, acrescidos de selênio. Entre os hidrolisados utilizados no processo fermentativo, o hidrolisado de farelo de soja apresentou elevada concentração de proteínas, não sendo necessária sua suplementação com nutrientes para que a linhagem S. cerevisiae SSS41 produzisse 7,0 g/L de biomassa celular e incorporasse 2375 ppm de selênio. Com a adição de nutrientes e de concentrações mais elevadas de selênio o crescimento celular se manteve constante, porém a incorporação de selênio foi superior a 11000 ppm. Em cultivos realizados com melaço de cana-de-açúcar o crescimento celular foi de 4,17 ± 0,24 g/L, com incorporação de 6528 ± 10 ppm de selênio. Além dos cultivos submersos, também foi realizada fermentação em estado sólido com a levedura R. glutinis CCT-2186, utilizando bagaço de cana-de-açúcar e farelo de arroz hidrolisado como substratos sólidos e hidrolisado de farelo de arroz com e sem a adição de selênio na solução umedecedora. Nos ensaios realizados, a levedura foi capaz de crescer e incorporar 6038 ± 1219 ppm de selênio. O consumo de biomassa de levedura enriquecida com selênio apresenta diversos benefícios à saúde e a utilização de resíduos agroindustriais vegetal é um processo inovador e reduz os custos de produção.
Title in English
Se-enriched yeast biomass production from vegetal residues
Keywords in English
Enriched yeasts
Se-enriched yeasts
Selenium
Soybean bran
Starchy biomass
Abstract in English
Selenium is an essential micronutrient for animal and human health, with na important antioxidant role, preventing several diseases. Consumption of Se-enriched yeast biomass increases selenium absorption in the digestion process and it is less toxic than its inorganic salt, sodium selenite. The production of Se-enriched yeasts from lignocellulosic and starchy residues as carbon and nitrogen sources is na inexpensive and novel alternative. In this context, the present study aims to produce Se-enriched yeast biomass for animal feed from agroindustrial wastes. Seven yeast strains were evaluated from species Candida utilis, Kluyveromyces marxianus, Rhodotorula glutinis and Saccharomyces cerevisiae. Studies were carried out in submerged culture containing sodium selenite, to verify the effects on microbial metabolism, with emphasis on cell growth and selenium incorporation. All strains evaluated were able to grow and incorporate selenium and S. cerevisiae SSS41 presented high tolerance to this compound and growth capacity in starch hydrolysates containing selenium. Among the hydrolysates used in the fermentation process, soybean bran presented a high protein concentration, and no nutriente supplementation was necessary for the production of 7.0 g/L cellular biomass and incorporation of 2375 ppm of selenium by S. cerevisiae SSS41 strain. With the addition of nutrients and higher concentrations of selenium, cell growth remained steady, but the incorporation of selenium was higher than 11000 ppm. In fermentations carried out with sugarcane molasses, the cell growth of S. cerevisiae SSS41 was 4.17 ± 0.24 g/L, incorporating 6528 ± 10 ppm of selenium. In parallel, solid-state fermentation was carried out with yeast R. glutinis CCT-2186, using sugarcane bagasse and hydrolyzed rice bran as solid substrates and rice bran hydrolyzate with and without the addition of selenium in humidifying solution. In these conditions, the yeast was able to grow and incorporate 6038 ± 1219 ppm of selenium. The consumption of selenium-enriched yeast biomass has several health benefits and the use of agro-industrial wastes is an innovative process and reduces production costs.
 
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Publishing Date
2017-11-20
 
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