Modelagem matemática para a otimização da cinética do crescimento de leveduras e produção de enzimas e bioetanol

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2022
Autor(a) principal: Peixoto, Abraão Brito lattes
Orientador(a): Martinez, Ernesto Acosta lattes
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Estadual de Feira de Santana
Programa de Pós-Graduação: Doutorado Acadêmico em Biotecnologia
Departamento: DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Palavras-chave em Inglês:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: http://tede2.uefs.br:8080/handle/tede/1721
Resumo: The objectives of this work were mathematical modeling of enzymatic hydrolysis, bioethanol production and growth pattern of previously selected preparations. The enzyme action was performed by studying the enzyme activity at temperatures of 40, 50, and 60 °C Two yeast strains (LEB-T07 LEB-AAQ5B) were selected and capable of producing amylase and ethanol, respectively. Yeasts are producing amylases with enzymatic activity of up to 10.41 U/mL. In the second phase, we sought to perform mathematical modeling, inspired by the Boltzmann Transfer Equation. The optimal enzymes for the production of strain LEBT07 were determined: fermentation conditions of 120 h, whose enzymes reach the highest activity (9.19 U/mL) at 60 ºC. LEB-AAQ5B yeast strains exhibit optimal conditions for ethanol production: fermentation time of 220 h under aeration of approximately 0.7 vvm, in which ethanol synthesis is observed at a concentration of 1.4 g/L. To define the kinetic parameters of growth of two strains of Myriangium sp. (Y6511 and Y6512) in Sabouraud medium at temperatures of 26, 30 and 34 °C at time t ranging from 0 to 36 h. The maximum cell concentration was 34.00 g/L. The maximum specific growth rate was 0.30 h-1 under the growth condition at 26 °C. The maximum biomass productivity was 2.75 g/L.h at 26 °C. The observed parameters are suitable for the production of cell mass, in batch or in a continuous process, enzymes and other bioproducts of commercial interest.
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spelling Martinez, Ernesto Acostahttps://orcid.org/0000-0002-5262-2878http://lattes.cnpq.br/7557626578976466Bispo, José Aílton Conceiçãohttps://orcid.org/0000-0002-7623-9806http://lattes.cnpq.br/59384749422057452702279853783162http://lattes.cnpq.br/2702279853783162Peixoto, Abraão Brito2024-10-14T17:51:09Z2022-02-17PEIXOTO, Abraão Brito. Modelagem matemática para a otimização da cinética do crescimento de leveduras e produção de enzimas e bioetanol, 2022, 144f., Tese (doutorado) - Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia, Universidade Estadual de Feira de Santana, Feira de Santanahttp://tede2.uefs.br:8080/handle/tede/1721The objectives of this work were mathematical modeling of enzymatic hydrolysis, bioethanol production and growth pattern of previously selected preparations. The enzyme action was performed by studying the enzyme activity at temperatures of 40, 50, and 60 °C Two yeast strains (LEB-T07 LEB-AAQ5B) were selected and capable of producing amylase and ethanol, respectively. Yeasts are producing amylases with enzymatic activity of up to 10.41 U/mL. In the second phase, we sought to perform mathematical modeling, inspired by the Boltzmann Transfer Equation. The optimal enzymes for the production of strain LEBT07 were determined: fermentation conditions of 120 h, whose enzymes reach the highest activity (9.19 U/mL) at 60 ºC. LEB-AAQ5B yeast strains exhibit optimal conditions for ethanol production: fermentation time of 220 h under aeration of approximately 0.7 vvm, in which ethanol synthesis is observed at a concentration of 1.4 g/L. To define the kinetic parameters of growth of two strains of Myriangium sp. (Y6511 and Y6512) in Sabouraud medium at temperatures of 26, 30 and 34 °C at time t ranging from 0 to 36 h. The maximum cell concentration was 34.00 g/L. The maximum specific growth rate was 0.30 h-1 under the growth condition at 26 °C. The maximum biomass productivity was 2.75 g/L.h at 26 °C. The observed parameters are suitable for the production of cell mass, in batch or in a continuous process, enzymes and other bioproducts of commercial interest.Os objetivos deste trabalho foram: modelar matematicamente a hidrólise enzimática, a produção de bioetanol e o padrão de crescimento de leveduras previamente selecionadas. A caracterização da enzima foi realizada pelo estudo da atividade enzimática nas temperaturas de 40, 50 e 60 °C Duas cepas de leveduras (LEB-T07 e LEB-AAQ5B) foram selecionadas e demonstraram capacidade de produção de amilases e etanol, respectivamente. As leveduras produziram amilases com atividade enzimática de até 10,41 U/mL. Na segunda fase, buscou-se realizar modelagem matemática, inspirada na Equação de Transferência de Boltzmann. Foram determinadas condições ótimas para a produção de enzimas pela cepa LEB-T07: tempo de fermentação de 120 h, cujas enzimas alcançam maior atividade (9,19 U/mL) a 60 ºC. As cepas de levedura LEB-AAQ5B exibem condições ótimas para produção de etanol: tempo de fermentação de 220 h sob aeração de aproximadamente 0,7 vvm, em que se observa a síntese de etanol numa concentração de 1,4 g/L. Definiram-se os parâmetros cinéticos de crescimento de duas cepas de levedura Myriangium sp. (Y6511 e Y6512) em meio Sabouraud nas temperaturas de 26, 30 e 34 °C no tempo t variando de 0 a 36 h. A concentração celular máxima foi de 34,00 g/L. A taxa de crescimento específico máxima foi 0,30 h-1 na condição de crescimento a 26 °C. A produtividade em biomassa máxima foi 2,75 g/L.h a 26 °C. Os parâmetros observados adequam-se à produção de massa celular, em batelada ou processo contínuo, enzimas e outros bioprodutos de interesse comercial.Submitted by Daniela Costa (dmscosta@uefs.br) on 2024-10-14T17:51:09Z No. of bitstreams: 1 PEIXOTO, ABRAAO_BRITO - Tese.pdf: 5135100 bytes, checksum: e5b6f49bc5719bf10bdbea01eb3b4ab2 (MD5)Made available in DSpace on 2024-10-14T17:51:09Z (GMT). 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