Amilasas fúngicas aplicadas al almidón de batata para la producción de bioetanol
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v11i10.32583Palabras clave:
Amilasas; Batata; Producción de bioetanol; E. endophytica; N. cubana; F. pseudocircinatum.Resumen
El bioetanol es una fuente de energía sostenible que contribuye a reducir las emisiones contaminantes en el medio ambiente. Para ello, se desarrollan tecnologías para la producción de etanol y el uso de sustratos eficientes y de bajo coste. El objetivo de esta investigación fue evaluar las amilasas fúngicas en el almidón de batata para la producción de bioetanol por Saccharomyces cerevisiae en laboratorio. Se seleccionaron Endomelanconiopsis endophytica (1,40 U/mL), Neopestalotiopsis cubana (1,67 U/mL) y Fusarium pseudocircinatum (1,11 U/mL) con actividades enzimáticas altas y se probaron sus amilasas asociadas al almidón de batata para la producción de bioetanol. La sacarificación y la fermentación simultáneas se realizaron a 30° C y pH = 5,0. Se produjo un 17,3 - 88,1 (%) de bioetanol, en comparación con el rendimiento esperado. Por lo tanto, las amilasas de estos hongos insertadas simultáneamente en el almidón de la batata y en S. cerevisiae son potencialmente útiles para la producción de bioetanol.
Citas
Aditiya, H. B., Mahlia, T.M.I., Chong,W. T., Nur, H., & Sebayang, A. H. (2016). Second generation bioethanol production: A critical review. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 66, 631–653. https://doi.org/10.1016/j.rser.2016.07.015
Aguiar Neto Filho, M. (2017). Bioprospecção de fungos amilolíticos para produção de etanol. [Unpublished master’s dissertation, Instituto Federal Goiano].
Aitken, A.; Learnmoth, M.P. (2002). Protein determination by UV absorption. In: Walker, J.M. (Ed.), The protein protocols handbook (2nd ed., pp. 3-6). Totowa: Human Presse Inc. https://doi.org/10.1385/1-59259-169-8:3
Almeida, P. Z. (2015). Diversidade do potencial amilolítico em fungos filamentosos: purificação e caracterização de uma glucoamilase de Aspergillus brasiliensis. [Master’s dissertation, Universidade de São Paulo]. http:// www.teses.usp. https://doi:10.11606/D.59.2015.tde-15052015-085904
Aruna, A., Nagavalli, M., Girijashankar, V., Ponamgi, S. P. D., Swathisree, V., & Rao, L.V. (2014). Direct bioethanol production by amylolytic yeast Candida albicans. Letters in Applied Microbiology, 60, 229–236. https://doi.org/10.1111/lam.12348
Astolfi, A. L. (2019). Sacarificação e fermentação simultânea de biomassa de alga e amido e uso de resíduo do processo de fermentação para obtenção de biopetídeo. [Master’s dissertation, Universidade de Passo Fundo]. http:// http://tede.upf.br/jspui/handle/tede/1796
Beltagy, E. A., Abouelwafa, A., & Barakat, K. M. (2022). Bioethanol production from immobilized amylase produced by marine Aspergillus flavus AUMC10636. The Egyptian Journal of Aquatic Research. https://doi.org/10.1016/j.ejar.2022.02.003
Douanla-Meli, C., & Scharnhorst, A. (2021). Palm Foliage as Pathways of Pathogenic Botryosphaeriaceae Fungi and Host of New Lasiodiplodia Species from Mexico. Pathogens, 10(10), 1297. https://doi.org/10.3390/pathogens10101297
Favaro, L., Viktor, M. J., Rose, S. H., Viljoen‐Bloom, M., ... & Casella, S. (2015). Consolidated bioprocessing of starchy substrates into ethanol by industrial Saccharomyces cerevisiae strains secreting fungal amylases. Biotechnology and bioengineering, 112(9), 1751-1760. https://doi.org/10.1002/bit.25591
Ferreira, M. C., Vieira, M. L. A., Zani, C. L., Alves, T. M. A., Sales Junior, P. A., Murta, S. M., ... & Rosa, L. H. (2016). Molecular phylogeny, diversity, symbiosis and discover of bioactive compounds of endophytic fungi associated with the medicinal Amazonian plant Carapa guianensis Aublet (Meliaceae). Biochemical Systematics and Ecology, 59, 36-44. http://dx.doi.org/10.1016/j.bse.2014.12.017
Ghose, T. K. (1987). Measurement of Cellulase Activities. Pure & Applied Chemistry., 59(2), 257-268. https://doi.org/10.1351/pac198759020257
Gonçalves, D. B., Batista, A. F., Rodrigues, M. Q. R. B., Nogueira, K. M. V., & Santos, V. L. (2013). Ethanol production from macaúba (Acrocomia aculeata) presscake hemicellulosic hydrolysate by Candida boidinii UFMG14. Bioresource. Technology, 146, 261–266. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2013.07.075
Gronchi, N., Favaro, L., Cagnin, L., Brojanigo, S., Pizzocchero, V., Basaglia, M., & Casella, S. (2019). Novel yeast strains for the efficient saccharification and fermentation of starchy by-products to bioethanol. Energies, 12(4), 714. https://doi.org/10.3390/en12040714
International Energy Agency. (2021). World Energy Balances: Overview. https://www.iea.org/reports/world-energy-balances-overview
Kee, Y. J., Zakaria, L., & Mohd, M. H. (2020). Morphology, phylogeny and pathogenicity of Fusarium species from Sansevieria trifasciata in Malaysia. Plant Pathology, 69, 442–454. https://doi.org/10.1111/ppa.13138
Kumar, S., Grewal, J., Sadaf, A., Hemamalini, R., & Khare, S. K. (2016). Halophiles as a source of polyextremophilic α-amylase for industrial applications. AIMS Microbiology, 2 (1), 1-26. https://doi.org/10.3934/microbiol.2016.1.1
Layne, E. (1957.). Spectrophotometric and turbidimetric methods for measuring proteins. Methods in Enzymology, 3, 447-455. https://doi.org/10.1016/S0076-6879(57)03413-8
Li, L., Yang, Q., & Li, H. (2021). Morphology, Phylogeny, and Pathogenicity of Pestalotioid Species on Camellia oleifera in China. Journal of Fungi (Basel, Switzerland), 7(12), 1080. https://doi.org/10.3390/jof7121080
Machado, C.M.M., & Abreu, F.R. (2006). Produção de álcool a partir de carboidratos. Revista de Política Agrícola, 15 (3), 64-78. https://www.alice.cnptia.embrapa.br/handle/doc/121716
Marco, J. da D. C. I. de., Souza Neto, G. P. de., Castro, C. F. de S., Michelin, M., Polizeli, M. L.T.M., & Filho, E. X. F. (2015). "Partial Purification and Characterization of a Thermostable β-Mannanase from Aspergillus foetidus" Applied Sciences. 5(4), 881-893. https://doi.org/10.3390/app5040881
Miller, G. L. (1959). Use of dinitrosalicylic acid reagent for determination of reducing sugar. Analytical Chemistry, 31, 426-428. https://doi.org/10.1021/ac60147a030
Ministério das Minas e Energia, Governo Federal do Brasil. Balanço Energético Nacional – Ano base 2020. (2021). https://www.epe.gov.br/pt/publicacoes-dados-abertos/publicacoes/balanco-energetico-nacional-2021. Access date: 15/08/2021.
Morais, R. R., Pascoal, A. M., Pereira-Júnior, M. A., Batista, K. A., Rodriguez, A. G., & Fernandes, K. F. (2019). Bioethanol production from Solanum lycocarpum starch: A sustainable non-food energy source for biofuels. Renewable Energy, 140, 361-366. https://doi.org/10.1016/j.renene.2019.02.056
Papanikolaou, S.; Aggelis, G. 2002. Lipid production by Yarrowia lipolytica growing on industrial glycerol in a single-stage continuous culture. Bioresource Technology., 82(1), p. 43–49. https://doi.org/10.1016/S0960-8524(01)00149-3
Prasoulas, G., Gentikis, A., Konti, A., Kalantzi, S., Kekos, D., & Mamma, D. (2020). Bioethanol production from food waste applying the multienzyme system produced on-site by Fusarium oxysporum F3 and mixed microbial cultures. Fermentation, 6 (2), 39. https://doi.org/10.3390/fermentation6020039
Romão, T. C., Menezes-Filho, A. C. P., Harakava, R., Castro, C. F. S., & Morais, P. B. (2024). Molecular and morphological diversity, qualitative chemical profile and antioxidant activity of filamentous fungi of the digestive tract of Phylloicus sp. (Trichoptera: Calamoceratidae). Brazilian Journal of Biology, 84, e259983. https://doi.org/10.1590/1519-6984.259983
Santillán-Mendoza, R., Fernández-Pavía, S. P., O'Donnell, K., Ploetz, R. C., Ortega-Arreola, R., Vázquez-Marrufo, G., Benítez-Malvido, J., Montero-Castro, J. C., Soto-Plancarte, A., & Rodríguez-Alvarado, G. (2018). A Novel Disease of Big-Leaf Mahogany Caused by Two Fusarium Species in Mexico. Plant Disease, 102(10), 1965–1972. https://doi.org/10.1094/PDIS-01-18-0060-RE
Silva, F. L. da., Oliveira Campos, A. de., Santos, D. A. dos., Oliveira Júnior, S. D. de., Araújo Padilha, C. E. de., Sousa Junior, F. C. de., Macedo, G. R. de., & Santos, E. S. dos. (2018). Pretreatments of Carnauba (Copernicia prunifera) straw residue for production of cellulolytic enzymes by Trichorderma reesei CCT-2768 by solid state fermentation. Renewable Energy, 116, 299-308. https://doi.org/10.1016/j.renene.2017.09.064
Schweinberger, C. M., Putti, T. R., Susin, G. B., Trierweiler, J. O., & Trierweiler, L. F. (2016). Ethanol production from sweet potato: The effect of ripening, comparison of two heating methods, and cost analysis. The Canadian Journal of Chemical Engineering, 94(4), 716-724. https://doi.org/10.1002/cjce.22441
Schweinberger, C.M. (2016). Inovação e Optimzação no Processo de Produção de Etanol a partir de Batata-Doce. [Doctoral thesis, Universidade Federal do Rio Grande do Sul]. https://www.lume.ufrgs.br/handle/10183/143930
Silva Santiago, S. R. S. da., Santiago, P. A. L., de Oliveira, M. R., Souza Rodrigues, R. de., Barbosa, A. N., Silva, G. F.da., ... & de Souza, A. Q. L. (2022). Evaluation of enzymatic production of hydrolases and oxyredutases by Fusarium pseudocircinatum and Corynespora torulosa isolated from caesarweed (Urena lobata L., 1753). Research, Society and Development, 11(2), e13211225325-e13211225325. https://doi.org/10.33448/rsd-v11i2.25325
Souza Filho, P. F. de., Ribeiro, V. T., Santos, E. S. dos., & de Macedo, G. R. (2016). Simultaneous saccharification and fermentation of cactus pear biomass—evaluation of using different pretreatments. Industrial Crops and Products, 89, 425-433. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2016.05.028
Zhang, P., Chen, C., Shen, Y., Ding, T., Ma, D., Hua, Z., Sun, D. (2013). Starch saccharification and fermentation of uncooked sweet potato roots for fuel ethanol production. Bioresource Technology, 128, 835–838. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2012.10.166
Zhang, L., Zhao, H., Gan, M., Jin, Y., Gao, X., Chen, Q., Guan, J., Wang, Z. (2011). Application of simultaneous saccharification and fermentation (SSF) from viscosity reducing of raw sweet potato for bioethanol production at laboratory, pilot and industrial scales. Bioresource. Technology, 102(6), 4573–4579. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2010.12.115
Descargas
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2022 Tiago Carnevalle Romão; Antonio Carlos Pereira de Menezes Filho; Aristeu Gomes Tininis; Marilene Silva Oliveira; Lidiane Gaspareto Felippe; Carlos Frederico de Souza Castro; Paula Benevides de Morais
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución 4.0.
Los autores que publican en esta revista concuerdan con los siguientes términos:
1) Los autores mantienen los derechos de autor y conceden a la revista el derecho de primera publicación, con el trabajo simultáneamente licenciado bajo la Licencia Creative Commons Attribution que permite el compartir el trabajo con reconocimiento de la autoría y publicación inicial en esta revista.
2) Los autores tienen autorización para asumir contratos adicionales por separado, para distribución no exclusiva de la versión del trabajo publicada en esta revista (por ejemplo, publicar en repositorio institucional o como capítulo de libro), con reconocimiento de autoría y publicación inicial en esta revista.
3) Los autores tienen permiso y son estimulados a publicar y distribuir su trabajo en línea (por ejemplo, en repositorios institucionales o en su página personal) a cualquier punto antes o durante el proceso editorial, ya que esto puede generar cambios productivos, así como aumentar el impacto y la cita del trabajo publicado.
