Processos Fermentativos Submersos com Biomassa de Microalgas para Biocompostos

PROCESSOS FERMENTATIVOS SUBMERSOS UTILIZANDO BIOMASSA DE MICROALGAS PARA APLICAÇÃO EM BIOCOMPOSTOS ANDRESSA JANAINA WARKEN 12 LAURA HELENA DOS SANTOS1 LETICIA RAQUEL PALIGA1 ALINE FRUMI CAMRAGO3 HELEN TREICHEL4 1 Introdução Atualmente buscamse novos métodos e técnicas que contribuam para o acúmulo de efluentes têxteis gerados pelas indústrias A principal preocupação ambiental voltada a estes efluentes consiste na alta toxicidade que os mesmos apresentam e a grande contaminação que irão causar ao serem lançados em corpos receptores CHIONG et al 2016 Para tal o setor de enzimas ganha destaque por atuar de forma específica em diversos processos Por serem de interesse industrial o custo das mesmas tornase elevado visto isso a obtenção por meio de processos fermentativos tornase mais viável Diferentes biomassas podem ser utilizadas como substrato visando a produção de enzimas de menores custos podendo apresentar especifidades e estimulação da economia circular TREICHEL et al 2020 SOMERVILLE et al 2010 ZHOU et al 2011 A biomassa de microalgas ganha avanços na pesquisa pela capacidade de identificação de variadas substâncias sintetizadas por estes organismos e por ter rica reserva de carboidratos DERNER et al 2006 Combinado a isto o fungo da espécie Trichoderma spp é utilizado para a produção de diversas enzimas VERMA et al 2007 2 Objetivos Avaliar o potencial da utilização de biomassa de microalgas em processos fermentativos submersos visando aplicação dos biocompostos em áreas de interesse ambiental Avaliar a capacidade de crescimento de Trichoderma koningiopsis em meio de cultura não convencional utilizando biomassa de microalga como substrato 1 Graduanda em Engenharia Ambiental e Sanitária Universidade Federal da Fronteira Sul Erechim contato dessawarkenhotmailcom 2 Grupo de Pesquisa Agroenergia 2 Mestre em Ciência e Tecnologia Ambiental UFFS campus Erechim 4 Doutora em Engenharia de Alimentos UFFS campus Erechim ORIENTADORA Avaliar a produção de biocatalizadores enzimáticos e o potencial na degradação de efluentes sintéticos da indústria têxtil Analisar a toxicidade dos extratos produzidos em meristemas apicais de Allium cepa 3 Metodologia A metodologia baseouse em um processo fermentativo submerso adaptado de Bordin et al 2018 a qual foi feita em 72h agitação de 120 rpm e temperatura de 28ºC com inóculo contendo 106 esporosmL do microrganismo T koningiopsis Para a realização da fermentação foi utilizada uma proporção de 10 mv de biomassa de microalga fresca O meio fermentativo foi realizado em frascos erlenmeyers de 300 mL com volume útil de 150 mL e esterilizado em autoclave por 20 min e 121 ºC com posterior inoculação com o microrganismo selecionado Foram analisadas após a fermentação e filtração as enzimas peroxidase celulase lipase e amilase seguindo a metodologia de Devaiah e Shetty 2009 Ghose 1987 Treichel et al 2016 e Fuwa 1954 respectivamente Ainda foram realizados testes avaliando a especificidade da enzima frente a adição de diferentes corantes vermelho azul marrom amarelo KLANOVICZ et al 2019 e posteriormente foi avaliada a toxicidade dos sistemas finais utilizando Allium cepa as quais foram deixadas crescer a raiz em água por 38 horas e com a exposição das raízes ao efluente durante um período de 24 horas no escuro A análise foi feita pela modificação das células em relação as raízes não expostas com leitura em microscópio 4 Resultados e Discussão As atividades enzimáticas obtidas para o processo fermentativo podem ser observadas na Tabela 1 a atividade enzimática com resultados mais significativos obtidos foi obtida em relação a enzima peroxidase com 76667 Uml conforme a análise realizada por espectrofotometria as demais enzimas não apresentaram altos valores para a atividade no extrato fermentativo resultante ao fim do processo Tabela 1 Atividades enzimáticas Enzima Atividade enzimática Uml Peroxidase 76667 Celulase 025 Amilase 000 Lipase 157 Fonte A autora 2022 Para a remoção de cor em efluente têxtil estes foram analisadas em duas condições uma com e outra sem a adição de 30 vv de peróxido de hidrogênio e para o controle não houve a adição do extrato fermentativo com medições em 24 e 48 horas de reação Neste sentido os maiores resultados foram obtidos para a remoção de cor referente aos efluentes de cor amarela e vermelha respectivamente resultando em uma remoção de 6937 para a cor amarela em 24 horas com a adição de peróxido e 5830 sem a adição do mesmo Para o corante vermelho a maior remoção ocorreu também o tempo de 24 horas com 489 de remoção com a presença de peróxido e 5090 sem a adição Portanto a influência do peróxido nesta concentração não se faz necessária para a ação de remoção do extrato sobre os efluentes analisados Quanto à toxicidade do produto final nos corantes amarelo e vermelho ambos apresentaram células diferentes das observadas em relação à Allium cepa não exposta a mistura sendo encontradas células alongadas e com espalhamento para o controle com peróxido 9 em 50 e células alongadas para o sem 4 em 50 em relação a cor amarela Para a cor vermelha os extratos com peróxido não apresentaram modificações e não apresentaram células alongadas e com espalhamento para o extrato de controle 6 em 50 5 Conclusão O extrato fermentativo demonstrou resultados significativos para a atividade enzimática da enzima peroxidase quanto a remoção de cor de efluente têxtil apresentou uma remoção de aproximadamente 50 para os corantes vermelho e amarelo com pequena diferença quando ocorre a adição de peróxido de hidrogênio ao extrato Quanto a toxicidade o composto apresentou células com alteração em relação a análise daquele não exposto ao extrato apresentando células alongadas e com espalhamentos principalmente em relação as condições de controle ou seja quando não houve a adição do extrato ao sistema o que pode ter ocorrido pela presença do próprio corante ao produto analisado Referências Bibliográficas BORDIN E R CAMARGO A F ROSSETTO V SCAPINI T MODKOVSKI T A WEIRICH S CAREZIA C FRANCESCHETTI M B BALEM A GOLUNSKI S M GALON L FUZINATTO C F REICHERT JÚNIOR RW FONGARO G MOSSI A J TREICHEL H Nontoxic bioherbicides obtained from Trichoderma koningiopsis can be applied to the control of weeds in agriculture crops Industrial Biotechnology v14 p 157 163 2018 CHIONG T LAU S Y LEK Z H KOH B Y DANQUAH M K Enzymatic treatment of methyl orange dye in synthetic wastewater by plantbased peroxidase enzymes Journal of Environmental Chemical Engineering v4 p25002509 2016 DERNER R B OHSE S VILLELA S M C FETT R Microalgas produtos e aplicações Ciência Rural v36 p19591967 2006 DEVAIAH S P SHETTY H S Purification of an infectionrelated acidic peroxidase from pearl millet seedlings Pesticide Biochemistry and Physiology v 94 p 119126 2009 FUWA H A New method for microdetermination of amylase activity by the use of amylase as the substrate Journal of Biochemistry v 41 p 583603 1954 KLANOVICZ N CAMARGO A F STEFANSKI F S ZANIVAN J SCAPINI T POLLON R WARKEN A PALIGA L PRECZESKI K P RIBEIRO A A G A GARDABUFFON J FONGARO G TREICHEL H Advanced oxidation processes applied for color removal of textile effluent using a homemade peroxidase from rice bran Bioprocess and Biosystems Engineering v 43 p 261272 2020 GHOSE T K Measurement of cellulase activities Pure and Applied Chemistry v 59 p 257268 1987 SOMERVILLE C YOUNGS H TAYLOR C DAVIS S C LONG S P Feedstocks for Lignocellulosic Biofuels Science v 329 p 790792 2010 TREICHEL H SBARDELOTTO M VENTURIN B DALL AGNOL A MULINARI J GOLUNSKI S M BALSONI D B BEVILACQUA C B JAQUES R J S Lipase production from a newly isolated Aspergillus niger by sol id state fermentation Current Biotechnology v 5 p 17 2016 TREICHEL H FONGARO G SCAPINI T CAMARGO A F STEFANSKI F S VENTURIN B Biotechnology Application of Pretreated Biomass In TREICHEL et al Utilising Biomass in Biotechnology Springer v 1 p 6781 2020 VERMA M BRAR S K TYAGI R D SURAMPALLI R Y VALÉRO J R Antago nistic fungi Trichoderma spp panoply of biological control Biochemistry Engineering Journal v 37 p 120 2007 ZHOU CH XIA X LIN CX TONG DS BELTRAMINI J Catalytic conversion of lignocellulosic biomass to fine chemicals and fuels Chemical Society Reviews v 40 p 55885617 2011 Palavraschave atividade enzimática corantes toxicidade Nº de Registro no sistema Prisma PES 20210294 Financiamento CNPq