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Authors: Araújo, Ana Paula Fernandes
metadata.dc.contributor.advisor: Siqueira, Félix Gonçalves de
Title: Tratamento da torta de semente de algodão por autoclavagem e macrofungos para degradação de gossipol
Keywords: Gossipol;Cogumelos;Pleurotus ostreatus;Algodão;Gossypol;Mushrooms;Cotton
Issue Date: 23-Feb-2018
Publisher: Universidade Federal do Tocantins
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia - PPGB
Citation: ARAÚJO, Ana Paula Fernandes. Tratamento da torta de semente de algodão por autoclavagem e macrofungos para degradação de gossipol.2018.89f. Dissertação (Mestrado em Biotecnologia) – Universidade Federal do Tocantins, Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia, Gurupi, 2018.
metadata.dc.description.resumo: A torta de caroço de algodão (TCA) é um coproduto gerado após a extração de óleo desta oleaginosa, que tem sido utilizada como uma das matérias-primas para a produção de biodiesel. O uso de TCA na nutrição animal é restrito, sendo mais utilizado em ruminantes, em função da elevada concentração do fator antinutricional e tóxico, gossipol. O objetivo do presente estudo foi avaliar a capacidade de alguns macrofungos em degradar o gossipol na forma livre, utilizando TCA como substrato após serem esterilizadas por autoclavagem. Trinta e cinco macrofungos foram avaliados quanto asua capacidade de crescimento em meio à base de TCA e redução dos teores de gossipol livre (GL). Treze macrofungos apresentaram capacidade de crescimento micelial em meios de cultura contendo TCA+Agar (placas) ou apenas TCA (frascos de vidro) como fonte nutritiva. Os seis macrofungos com melhor desempenho de crescimento foram avaliados quanto à capacidade degradação do GL em sistema de cultivo por fermentação estado solido (FES). O processo de esterilização por calor úmido (autoclavagem) do TCAapresentou degradação significativa do gossipol, entretanto há níveis consideráveis de GL residual na biomassa.Os seis macrofungos apresentaram capacidade de reduzir até 90% do valor residual de GL após a autoclavagem das TCAs. O Pleutotus ostreatus CC389 foi escolhido dentre os seis macrofungos para realização das atividades para determinação de eficiência biológica e produtividadede cogumelos comestíveis. Também foram feitas análises das atividades enzimáticas e degradação do GL, nas biomassas pós-colheita dos cogumelos (SMS, spent mushrom substrate). O P. ostreatus CC389 quando cultivado em TCA como substrato por 20 dias secretou enzimas lignolíticas como lacase (até 166,67 UI/mL) e manganês peroxidase (até 12,81 UI/mL). Também degradou o GL residual em até 94% ao final dosvinte dias de cultivo. A atividade de manganês peroxidase apresentou correlação coma degradação de GL. A produtividade de cogumelos de P. ostreatus CC389 foi de aproximadamente 20% em quatro formulações de substratos preparados a base de TCA (70%) e 30% de outras fontes de biomassas vegetais (lignocelulósicos). A eficiência biológica foi maior na combinação de TCA com serragem de eucalipto (acima de 67%). Os SMSs e os cogumelos obtidos ao final do sistema de cultivo de P. ostreatusCC389 nas diferentes formulações apresentaram redução de GL acima de 99%. Os resultados obtidos nos ensaios com P. ostreatus CC 389 para degradação de GL presentes em TCA e quando enriquecidas com outras fontes lignocelulosicas poderão servir de elo para integração de cadeias produtivas de biocombustíveis (biodiesel), fungicultura (cogumelos comestíveis) e nutrição animal (insumos – enzimas, bioativos, fontes nutricionais – proteína bruta).
Abstract: Cotton seed cake (TCA, in Portuguese) is a coproduct obtained after the extraction of cottonseed oil, which has been used as one of the raw materials for biodiesel production. TCA is restricted for animal nutrition, being more used for ruminants, due to the high concentration of the antinutritional and toxic factor, gossypol. The objective of the present study was to evaluate the ability of some macrofungi species to degrade free gossypol using TCA as substrates after being sterilized by autoclaving process. Thirty-five macrofungi were evaluated for their growth capacity in medium containing TCA and reduction of free gossypol (GL, in Portuguese). Thirteen macrofungus presented mycelial growth capacity in culture media containing TCA+Agar (Petri plates) or only in TCA (glass bottles) as nutritional source. Six macrofungus with best growth performance were selected and evaluated for GL degradation capacity during solid state fermentation (FES, in Portuguese) system.The humid heat sterilization (autoclaving) of the TCA showed significant degradation of free gossypol, however, there were still considerable levels of residual GL in the biomass. The six macrofungus presented capacity to reduce up to 90% of the residual value of GL in autoclaved TCA. Pleurotus ostreatus CC389 was chosen from among the six macrofungus to determination of biological efficiency and productivity of edible mushrooms. It was also analyzed the enzymatic activities and degradation of GL in post-harvested mushroom biomass (SMS, Spent Mushroom Substrate). P. ostreatus CC389, when cultured in TCA as a substrate for 20 days, secreted lignolytic enzymes such as laccase (up to 166.67 IU/mL) and manganese peroxidase (up to 12.81 IU/mL). It also degraded the residual GL by up to 94% at the end of the cultivation period. The activity of manganese peroxidase showed correlation with the degradation of GL. Mushroom productivity of P. ostreatus CC389 was approximately 20% in four different substrate formulations based on TCA (70%) mixed with 30% of different lignocellulosic biomass sources. The biological efficiency was higher when P. ostreatus CC389 was cultured in substrate containing TCA and eucalyptus sawdust (up to 67%). The SMS and the mushrooms obtained at the end of the P. ostreatus CC389 cultivation in the different formulations presented reduction of GL up to 99%. The results obtained with P. ostreatus CC 389 assays for degradation of GL in TCA and when enriched with other lignocellulosic biomass sources could represent an interesting link for the integration of biofuels (biodiesel), fungiculture (edible mushrooms) and animal nutrition (inputs - enzymes, bioactive molecules, nutritional sources - crude protein) production chains.
URI: http://hdl.handle.net/11612/980
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