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dc.creatorLuft, Luciana
dc.date.accessioned2021-12-10T12:02:20Z
dc.date.available2021-12-10T12:02:20Z
dc.date.issued2021-01-29
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/23220
dc.description.abstractResearch with fungi is growing due to the possible bioproducts from its cultivation, as well as its different applicability. Fungal biopolymers can be produced from the fermentation process of these microorganisms. Alternative strategies for obtaining these compounds, which have characteristics of biocompatibility and biodegradability, are extremely necessary. Studies show that species of genus Phoma are sources of bioactive biopolymers with several specific activities. The species Phoma dimorpha has stood out for having a relevant herbicidal potential, however, research regarding the production of biopolymers by this species has not been found. In view of this, the objective of this work was to investigate the potential for the production of intra and extracellular biopolymers by submerged fermentation from fungus Phoma dimorpha. The fermentation conditions (culture medium and process parameters) were defined in previous studies developed by the research group. The first experimental stage consisted of the concentration (membranes and adsorption) and recovery of extracellular biopolymers (acid precipitation). In the second stage, the extraction and characterization of intracellular biopolymers was performed. Different methods, such as ultrasound-assisted extraction (with direct and indirect sonication) and pressurized hot water extraction, were evaluated in comparison with a conventional extraction method (hot water). Structural characterization, solubility, emulsification index and holding capacity were carried out. And in the third stage, the production of extra and intracellular biopolymers was evaluated with the addition of different carbon sources in the fermentation (crude glycerol, rice bran and brewer's spent grain), as well as the effect on the properties of fermented broth (pH, density, surface tension, and herbicidal activity) and on the emulsification index of compounds. From the concentration experiments, there was an increase of approximately 40% in the concentration of biopolymers and a decrease of around 35% in the surface tension of fermented broth using microfiltration membrane. The ultrafiltration membrane showed lower concentration results, probably due to the fouling mechanism. The adsorption of biopolymers with different adsorbents was effective, mainly with activated carbon, where a recovery of 98.5% was achieved. From this study, it was possible to conclude that the increase at concentration of biopolymers in the fermented broth led to an increase in herbicidal activity and a decrease in surface tension. Therefore, the results are promising for future applications, as a concentrated solution of biopolymers can increase weed control. As for intracellular biopolymers, the highest concentration (12.02%) was obtained with the ultrasound-assisted extraction process with direct sonication. The results for ultrasound with indirect sonication were lower (0.32-1.70%) than for conventional extraction with hot water (3.12-6.58%). Extraction with pressurized hot water showed results with greater variation (1.71 to 8.64%). And finally, the most appropriate additional carbon source according to the emulsification index was crude glycerol, which led to a decrease in surface tension. However, concentrations of intracellular and extracellular biopolymers found were lower than previous studies. From the results, it was concluded that the species Phoma dimorpha, besides having herbicidal potential, could be considered a promising source of biopolymers with bioemulsifying properties.eng
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpor
dc.languageporpor
dc.publisherUniversidade Federal de Santa Mariapor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/*
dc.subjectMicrorganismospor
dc.subjectConcentraçãopor
dc.subjectExtraçãopor
dc.subjectCompostos bioemulsificantespor
dc.subjectFitotoxicidadepor
dc.subjectMicroorganismseng
dc.subjectConcentrationeng
dc.subjectExtractioneng
dc.subjectBioemulsifying compoundseng
dc.subjectPhytotoxicityeng
dc.titleProdução de biopolímeros fúngicos a partir da fermentação submersa de Phoma dimorphapor
dc.title.alternativeProduction of fungal biopolymers by submerged fermentation from Phoma dimorphaeng
dc.typeTesepor
dc.description.resumoPesquisas com fungos estão crescendo devido aos possíveis bioprodutos oriundos de seu cultivo, bem como as suas diferentes aplicabilidades. Biopolímeros fúngicos podem ser produzidos a partir do processo de fermentação desses microrganismos. Estratégias alternativas para a obtenção desses compostos, os quais apresentam características de biocompatibilidade e biodegrabilidade, são extremamente necessárias. Estudos demonstram que espécies do gênero Phoma são fontes de biopolímeros bioativos com diversas atividades específicas. A espécie Phoma dimorpha vem se destacando por apresentar relevante potencial herbicida, no entanto, pesquisas referentes à produção de biopolímeros por essa espécie não foram encontradas. Em vista disso, o objetivo deste trabalho foi investigar o potencial de produção de biopolímeros intra e extracelulares a partir da fermentação submersa do fungo Phoma dimorpha. As condições da fermentação (meio de cultivo e parâmetros do processo) foram definidas em estudos anteriores desenvolvidos pelo grupo de pesquisa. A primeira etapa experimental consistiu na concentração (membranas e adsorção) e recuperação dos biopolímeros extracelulares (precipitação ácida). Na segunda etapa, a extração e a caracterização dos biopolímeros intracelulalres foram realizadas. Diferentes métodos, tais como extração assistida por ultrassom (com sonicação direta e indireta) e extração com água quente pressurizada, foram avaliados em comparação com um método de extração convencional (água quente). A caracterização estrutural, a solubilidade, o índice de emulsificação e a capacidade de retenção foram realizadas. E na terceira etapa, a produção de biopolímeros extra e intracelulares foi avaliada com a adição de diferentes fontes de carbono na fermentação (glicerol bruto, farelo de arroz e resíduo de cervejaria), assim como o efeito nas propriedades do caldo bruto (pH, densidade, tensão superficial e atividade herbicida) e no índice de emulsificação dos compostos. A partir dos experimentos de concentração, verificou-se um aumento de aproximadamente 40% na concentração de biopolímeros e uma diminuição em torno de 35% na tensão superficial do caldo fermentado com a utilização da membrana de microfiltração. A membrana de ultrafiltração apresentou resultados inferiores de concentração, provavelmente devido ao mecanismo de incrustação. A adsorção dos biopolímeros com os diferentes adsorventes foi eficaz, principalmente com carvão ativado, onde uma recuperação de 98,5% foi alcançada. A partir desse estudo, foi possível concluir que o aumento na concentração de biopolímeros no caldo fermentado levou ao aumento da atividade herbicida e à diminuição da tensão superficial. Logo, os resultados são promissores para aplicações futuras, pois uma solução concentrada de biopolímeros pode aumentar o controle de ervas daninhas. Quanto aos biopolímeros intracelulares, a maior concentração (12,02%) foi obtida com o processo de extração assistida por ultrassom com sonicação direta. Os resultados para ultrassom com sonicação indireta foram inferiores (0,32-1,70%) aos da extração convencional com água quente (3,12-6,58%). A extração com água quente pressurizada apresentou resultados com maior variação (1,71-8,64%). E por último, a fonte de carbono adicional mais apropriada de acordo com o índice de emulsificação foi o glicerol bruto, o que levou a uma diminuição considerável na tensão superficial. Porém, as concentrações de biopolímeros intracelulares e extracelulares encontradas foram inferiores aos estudos anteriores. A partir dos resultados, concluiu-se que a espécie Phoma dimorpha, além de possuir potencial herbicida, pode ser considerada fonte promissora de biopolímeros com propriedades bioemulsificantes.por
dc.contributor.advisor1Mazutti, Marcio Antonio
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3520282081196395por
dc.contributor.referee1Zabot, Giovani Leone
dc.contributor.referee2Kuhn, Kátia Regina
dc.contributor.referee3Dallago, Rogério Marcos
dc.contributor.referee4Canabarro, Nicholas Islongo
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/6494021991515981por
dc.publisher.countryBrasilpor
dc.publisher.departmentEngenharia Químicapor
dc.publisher.initialsUFSMpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Químicapor
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICApor
dc.publisher.unidadeCentro de Tecnologiapor


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