Teses e Dissertações
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Item Aproveitamento de resíduos do processamento de café para produção de carotenoides por leveduras e bactérias(Universidade Federal de Lavras, 2015-12-16) Dias, Mariana; Silva e Batista, Cristina FerreiraO café é um dos produtos agrícolas de maior importância no comércio mundial. Durante o seu processamento são geradas grandes quantidades de resíduos, cuja deposição no meio ambiente causa sérios problemas ambientais. A casca e a polpa do café são os principais subprodutos e apenas uma pequena parte é reaproveitada. Uma das alternativas é sua utilização como fonte de carbono em processos fermentativos, para a obtenção de produtos com valor agregado, como pigmentos microbianos. Os carotenoides compõem um grupo de pigmentos naturais amplamente distribuídos na natureza, com grande diversidade de estruturas e funções. São responsáveis pelas cores amarela, laranja e vermelha em uma variedade de plantas, animais e microrganismos. O trabalho foi realizado com os objetivos de selecionar um microrganismo capaz de utilizar os extratos de polpa e casca de café como fonte de carbono para a produção de carotenoides, determinar o melhor método de recuperação e extração desses pigmentos intracelulares e otimizar a produção. Além disso, buscou-se, ainda, avaliar o potencial antioxidante e antimicrobiano, e quantificar o teor de β-caroteno dos carotenoides obtidos. Rhodotorula mucilaginosa CCMA 0156 foi a cepa selecionada. Os três métodos de extração testados (acetona:metanol (7:3 v/v), acetona:éter de petróleo (1:1 v/v) e acetato de etila:éter de petróleo (1:1 v/v)) foram eficientes na recuperação dos carotenoides. A otimização da produção nos extratos de polpa e casca de café foi realizada pela metodologia de superfície de resposta. A máxima produção de carotenoides específicos (361,29±36,0 μg g -1 ) foi obtida em meio com extrato de polpa (6,68%), glicose (2 g l −1 ), peptona (10,04 g l −1 ) e extrato de levedura (3 g l - 1 ). Os carotenoides específicos foram 296,58±13,2 em meio com extrato de casca (8,36%) contendo glicose (6,36 g l −1 ) e peptona (3,68 g l −1 ). Os carotenoides produzidos apresentaram atividades antioxidante e antimicrobiana contra bactérias patogênicas, Salmonella cholerasus, Escherichia coli, Staphylococcus aureus e Listeria monocytogenes e fungos toxigênicos, Aspergillus flavus, A. parasiticus, A. carbonarius e A. ochaceus. β-caroteno representou de 13% a 20% da produção de carotenoides totais em extrato de polpa e extrato de casca de café, respectivamente.Item Aproveitamento dos resíduos do processamento semi-seco do café para a produção de compostos de valor agregado(Universidade Federal de Lavras, 2014-02-27) Hermosa, Verónica Alejandra Bonilla; Schwan, Rosane FreitasO café é um dos produtos mais cultivados no mundo. Durante o processamento semisseco do café, é gerada uma quantidade significativa de polpa e águas residuárias geradas na desmucilagem do fruto. O objetivo deste estudo foi avaliar a viabilidade de produção de etanol e compostos voláteis aromáticos a partir da fermentação desses resíduos, testando oito diferentes estirpes de leveduras. Os experimentos de fermentação foram realizados em 100 mL de meio, composto por uma mistura de polpa de café moída e água residuária. A estirpe Hanseniaspora uvarum UFLA CAF76 apresentou o melhor desempenho fermentativo, razão pela qual foi selecionada para avaliar diferentes composições de meio de cultura e de tamanho de inóculo, visando o aprimoramento do desempenho da fermentação. Os melhores resultados foram obtidos com as seguintes condições: 12% p/v de polpa de café, 1 g/L de extrato de levedura e 0,3 g/L (peso seco) de inóculo. Utilizando essas condições foi realizada outra fermentação em 1 L de meio de cultura, atingindo um alto rendimento de etanol, alta produtividade e alta eficiência de conversão de açúcares em etanol, com valores de 0,48 g/g, 0,55 g/L h e 94,81%, respectivamente. Além disso, foram identificados vinte e um compostos voláteis, na fermentação com H. uvarum UFLA CAF76, correspondentes aos grupos de álcoois superiores, acetatos, terpenos, aldeídos e ácidos voláteis. Tais resultados indicaram que os resíduos da indústria de café têm potencial para serem usados como substratos para a produção de compostos de valor agregado. O processo descrito neste trabalho poderá ajudar tanto à conservação do meio ambiente quanto à melhora da economia dos fazendeiros produtores de café. Por outro lado, H. uvarum UFLA CAF76 demonstrou alta capacidade fermentativa utilizando os resíduos do café, sendo uma levedura interessante para posteriores estudos.Item Produção de etanol utilizando resíduos do processamento úmido do café(Universidade Federal de Lavras, 2012-02-24) Menezes, Evandro Galvão Tavares; Queiroz, FabianaEste trabalho foi realizado com o objetivo de avaliar a viabilidade do uso da polpa de café gerada durante o processamento úmido na produção de bioetanol. O primeiro passo foi a caracterização da polpa de café, sendo verificada a existência de consideráveis concentrações de açúcares redutores e celulose, os quais poderiam ser aproveitados na fermentação alcoólica. A polpa de café foi submetida a diferentes processos de extração dos componentes solúveis, sendo o de melhor eficiência o que envolvia trituração a frio e prensagem. O extrato obtido foi utilizado sozinho e como diluente do caldo de cana-de-açúcar e de melaço para formar o meio da fermentação. Pelos resultados, ficou evidente que a utilização de extrato não tem efeitos prejudiciais na fermentação alcoólica. A polpa de café prensada foi submetida ao pré-tratamento alcalino, utilizando-se hidróxido de sódio e hidróxido de cálcio e, como reator, uma autoclave, a 121 oC, com o objetivo favorecer a hidrólise enzimática. Por meio dos resultados demonstrou-se que, para a polpa de café, o tratamento com hidróxido de sódio foi mais eficiente. Após a escolha do melhor pré-tratamento, a polpa foi submetida a ensaios de hidrólise enzimática. Esta etapa foi realizada para que concentrações ideais de massa (polpa de café pré- tratada) e de enzimas celulases e celobiases fossem selecionadas, aumentando, assim, a concentração de glicose no meio. Escolhidas as melhores condições de hidrólise, o meio foi submetido à fermentação por leveduras Saccharomyces cerevisiae CAT 1. Por meio dos resultados obtidos pode-se demonstrar que a polpa de café pode ser utilizada para a produção de bioetanol, com isso agregando valor a um resíduo agroindustrial.Item Produção de etanol e pectinase por Kluyveromyces marxianus CCT 4086 utilizando resíduos do processamento de café (Coffea arabica L.)(Universidade Federal de Lavras, 2013-02-27) Carmo, Juliana Ribeiro do; Pimenta, Carlos JoséO café é um dos principais produtos agrícolas do Brasil, de importância mundialmente reconhecida. A obtenção de uma bebida de qualidade requer um adequado processamento pós-colheita, que pode ser realizado por via seca ou via úmida, em que são gerados os resíduos casca e polpa de café, respectivamente. Direcionar os resíduos do café aplicando-os em processos biotecnológicos pode ser uma alternativa viável, ecológica e ecomicamente. Partindo desse pressuposto, este trabalho foi realizado com o objetivo verificar a viabilidade científica do uso da polpa de café, gerada durante o processamento por via úmida, na produção de etanol, utilizando-se a levedura Kluyveromyces marxianus CCT 4086 como agente fermentativo. Nos passos iniciais, a polpa de café foi caracterizada e estudaram-se formas de obtenção de uma fase líquida a partir dessa matéria-prima. A sua composição, rica em carboidratos, classificou esse resíduo como potencial substrato para a obtenção de etanol. Dentre as diferentes formas de extração, a mais eficiente (menor consumo de energia, baixas concentrações de polifenóis e satisfatórios teores de açúcares) foi a trituração a frio, seguida de prensagem. A fase líquida da polpa de café originada foi fermentada por Kluyveromyces marxianus CCT 4086 como única fonte de carboidrato ou como diluente de caldo ou de melaço de cana-de-açúcar. Os resultados evidenciaram que a fase líquida da polpa de café não influenciou a obtenção de etanol por Kluyveromyces marxianus CCT 4086, podendo ser utilizada como diluente em meios de cultura destinados a essa finalidade. Esta fase também foi utilizada na elaboração de meios para a produção de poligalacturonase pela levedura em estudo, obtendo-se elevadas concentrações dessa enzima (18 U.g -1 ) quando o teor desse material de 80% (v/v) foi utilizado. Pensando na obtenção de etanol a partir da fração lignocelulósica da polpa de café, estudaram-se diferentes maneiras de pré-tratar alcalinamente a fase sólida (proveniente da trituração e prensagem da polpa de café), com o objetivo de remover a lignina e facilitar a hidrólise da celulose em glicose. Para tanto, utilizou-se um delineamento composto central rotacional, a fim de se otimizar o pré-tratamento alcalino da fase sólida da polpa de café, assumindo como variáveis independentes: concentração de hidróxido de sódio, concentração de hidróxido de cálcio e tempo de pré-tratamento e, como variáveis respostas, a capacidade de hidrólise do material pré-tratado, medida em termos da concentração de glicose e conversão da celulose em glicose. Os resultados demontraram que o pré-tratamento utilizando 4% (m/v) de hidróxido de sódio, sem hidróxido de cálcio e tempo de 25 minutos de pré-tratamento a 121°C proporcionou os melhores resultados. Também foi estudado o pré-tratamento com NaOH 4% e 28% m/v, em 30 dias de armazenamento, à temperatura ambiente, tendo como variáveis respostas as mesmas analisadas no estudo aquente. Os resultados apontaram que o uso de NaOH 4% m/v, após 30 dias de armazenamento, apresentou bons resultados, o que viabiliza o processo de pré- tratamento, por não necessitar da etapa de aquecimento. A fase sólida da polpa de café pré-tratada alcalinamente foi submetida à hidrólise e à fermentação por três diferentes tipos de processos: hidrólise e fermentação separadas (SHF), hidrólise e fermentação semissimultâneas (SSSF) e hidrólise e fermentação simultâneas (SSF), sendo a hidrólise realizada pelas enzimas celulase, ȕ- glucosidase e xilanase e a levedura Kluyveromyces marxianus CCT 4086. Os processos que produziram maiores concentrações finais de etanol foram os processos SHF (21,77 g.L -1 ) e SSSF (21,66 g. L -1 ). Os resultados obtidos neste trabalho apontam para uma nova aplicabilidade biotecnológica da polpa de café: a obtenção de etanol utilizando sua fração líquida e sólida, tendo como agente fermentativo a levedura Kluyveromyces marxianus CCT 4086.