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Título: Aproveitamento de levedura residual cervejeira como substrato na produção integrada de Beta-glucana e biomassa micelial
Título(s) alternativo(s): Valorization of spent brewer's yeast in the integrated production of Beta-glucan and single-cell protein
Autor(es): Heringer, Holdai Carlos Emerich
Orientador(es): Cunha, Mário Antônio Alves da
Palavras-chave: Polissacarídeos
Fungos
Leveduras (Fungos)
Glucanas
Biomassa
Polissacarídeos
Polysaccharides
Fungi
Yeast fungi
Glucans
Biomass
Polysaccharides
Data do documento: 24-Ago-2023
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Pato Branco
Citação: HERINGER, Holdai Carlos Emerich. Aproveitamento de levedura residual cervejeira como substrato na produção integrada de Beta-glucana e biomassa micelial. 2023. Dissertação (Mestrado em Tecnologia de Processos Químicos e Bioquímicos) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2023.
Resumo: Grandes quantidades de levedura residual são geradas no processo de produção de cervejas, sendo esta biomassa rica em carboidratos, proteínas, nitrogênio solúvel, vitaminas e minerais, o que favorece seu uso como substrato em plataformas microbiológicas. Levedura residual cervejeira foi estudada como uma matéria-prima alternativa de baixo custo para a produção sustentável de uma β-D-glucana microbiana (lasiodiplodana). O potencial de utilização da biomassa micelial (single cell-protein) gerada na produção da β-glucana também foi avaliado como estratégia de biorrefinamento integrado. Cinco protocolos de lise celular foram estudados para obter um lisado celular de levedura rico em nutrientes, sendo a hidrólise enzimática a mais eficiente, com resultados de 46.29 g 100 g-1 de componentes intracelular solúvel e 65.8 g 100 g-1 de proteína solúvel. A suplementação mineral do meio de fermentação foi avaliada e a proteína unicelular (SCP) produzida foi caracterizada quanto a composição nutricional, aminoácidos e perfil lipídico. Lasiodiplodia theobromae MMPI foi eficaz na co-produção de lasiodiplodana ((1→6)-β-D-glucana)) e SCP em um meio constituído por sacarose (60 g L-1), lisado celular (7 g L-1 de proteínas totais), MgSO4.7H2O (0,5 g L-1)e K2HPO4 (0,5 g L-1). A hidrólise enzimática com Alcalase promoveu ruptura celular mais significativa e maior liberação de componentes intracelulares solúveis comparada aos demais processos de lise celular estudado. A biomassa micelial obtida demonstrou ser rica em proteínas (30,54 g 100 g-1) e continha todos os aminoácidos essenciais com altas concentrações de leucina (69 mg g-1), lisina (62,2 mg g-1), valina (44,2 mg g-1) e treonina (43,2 mg g-1). A coprodução de lasiodiplodana e SCP pelo fungo L. theobromae MMPI pode ser uma alternativa de bioprospecção economicamente promissora.
Abstract: Large amounts of brewer's residual yeast are generated in the beer production process, and this biomass is rich in carbohydrates, proteins, soluble nitrogen, vitamins, and minerals, which favors its use as a substrate in microbiological platforms. Spent brewer's yeast was studied as a low-cost alternative feedstock for sustainably producing a high-added-value microbial β-D-glucan (lasiodiplodan). The potential of using the mycelial biomass (single cell-protein) generated in the production of β-glucan was also evaluated as a strategy of integrated biorefining. Five cell lysis protocols were studied to obtain a nutrientrich yeast cell lysate, with enzymatic hydrolysis being the most efficient, with results of 46.29 g 100 g-1 of soluble intracellular components and 65.8 g 100 g-1 of soluble protein. Mineral supplementation of the fermentation medium was assessed, and the single-cell protein (SCP) produced was characterized by the nutritional composition, amino acid, and lipid profiles. Lasiodiplodia theobromae MMPI was effective in the co-production of lasiodiplodan ((1→6)-β-D-glucan)) and SCP in a medium consisting of sucrose (60 g L-1), cell lysate (7 g L-1 of total proteins), MgSO4.7H2O (0.5 g L-1) and K2HPO4 (0.5 g L-1). Enzymatic hydrolysis with Alcalase promoted more significant cell rupture and greater release of soluble intracellular components compared to other cell lysis processes studied. Mycelial biomass obtained was rich in protein (30,54 g 100 g-1) and contained all essential amino acids with high concentrations of leucine (69 mg g-1), lysine (62,2 mg g-1), valine (44,2 mg g-1) and threonine (43,2 mg g-1). Co-production of lasiodiplodan and SCP by the fungus L. theobromae MMPI may be an economically promising bioprospecting alternative.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/32742
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