INFLUENCE OF SOLID MOISTURE AND BED HEIGHT ON CULTIVATION OF Aspergillus niger FROM SUGARCANE BAGASSE WITH VINASSE

Abstract

-Solid-state cultivation (SSC) may be defined as growth of microorganisms on a solid support impregnated or not with a nutrient solution in near absence of free-water conditions. The use of sugarcane bagasse as a support for SSC usually demands that the particles are impregnated and moistened with nutrient solution. Vinasse is the main wastewater of ethanol fermentation-distillation. As there are no reports of the use of wastewater for moistening solid supports in SSC, the proposal is the development of an innovative process, with valuation of these by-products. Thus, the aim of this research was to evaluate SSC of Aspergillus niger using sugarcane bagasse and vinasse for citric acid production. The results indicate that citric acid production and glucose consumption are dependent on oxygen availability, which can be modulated by selection of bed height and air-flow in packed-bed bioreactors.

CULTIVO EM ESTADO SÓLIDO DE Aspergillus niger E Trichoderma reesei EM BAGAÇO DE CANA-DE-AÇÚCAR E VINHAÇA: PRODUÇÃO DE ÁCIDO CÍTRICO EM BIORREATOR DE BANCADA

“…Figura 2 -Demanda de oxigênio durante o CES de A. niger e T. reesei em biorreator de bancada Nos CES com fungos aeróbios é fundamental o monitoramento da disponibilidade de oxigênio em biorreatores de coluna nas diferentes alturas de leito, uma vez que há um tempo de residência ótimo do ar no leito de partículas (Bastos et al, 2015). Sabe-se que o rendimento na produção industrial de ácido cítrico é extremamente dependente da aeração, sendo que Aspergillus niger apresenta modelos respiratórios específicos durante o acúmulo de ácido cítrico (Papagianni, 2007).…”

“…O extrato fúngico foi obtido conforme metodologia proposta por Khosravi-Darani e Zoghi (2008) e adaptada por Bastos et al, 2015, sendo caracterizado em termos de teor de glicose pelo método enzimático glicose oxidaseperoxidase (kit LABORLAB) e ácido cítrico por reação colorimétrica com piridina e anidrido acético usando kit comercial da IN VITRO ® . O balanço gasoso na entrada e saída da coluna foi monitorado nas diferentes posições axiais através de Oxímetro YSI ® 55-D conforme reportado por Gowthaman et al, 1995, sendo a demanda de oxigênio nestes ensaios avaliada pelo balanço gasoso na sendo utilizada vazão de ar de 1,3 L min -1 , mantendo a razão de aeração de 0,0067 m 3 ar mleito -1 min -1 previamente otimizada por Bastos et al, (2015).…”

“…Diversos micro-organismos vêm sendo utilizados para a produção de ácido cítrico, sendo que o processo produtivo industrial mais utilizado é o cultivo submerso a partir do uso de meios a base de amido ou sacarose utilizando fungos filamentosos, em especial Aspergillus niger(Dezam et al, 2017). Porém, nas últimas décadas, tem havido um número crescente de relatos sobre a utilização do processo de cultivo em estado sólido para a produção de ácido cítrico como uma alternativa aos cultivos submersos(Kumar et al, 2003; Khosravi-Darani e Zoghi, 2008;Dhillon et al, 2011;Bastos et al, 2015).…”

EFEITO DA VINHAÇA E ETANOL COMO SOLUÇÃO NUTRIENTE NA PRODUÇÃO DE ÁCIDO CITRICO POR Aspergillus niger E Trichoderma reesei EM BAGAÇO DE CANA-DE-AÇÚCAR

“…O meio sólido contendo bagaço de cana-de-açúcar foi impregnado com vinhaça e vinhaça + etanol 4% (volume/volume), sendo conjuntamente adicionada uma suspensão de esporos com 50% de Aspergillus niger e 50 % de Trichoderma reesei. A obtenção dos extratos fúngicos bruto em cada tratamento foi realizada com a adição de água deionizada na proporção 1:15 (sólido-solvente), em agitação por 45 minutos 100 rpm/28°C, com posterior adição de acetona seguindo as mesmas condições conforme metodologia adaptada por Bastos et al (2015). O teor de ácido cítrico no extrato fúngico foi determinado por kit comercial da IN VITRO ® , o rendimento pela estequiometria (0,8 mol de C produzido por mol de C consumido), enquanto a velocidade específica de produção de ácido cítrico foi estimada considerando fórmula elementar da biomassa fúngica.…”

Solid-State Cultivation of Aspergillus niger–Trichoderma reesei from Sugarcane Bagasse with Vinasse in Bench Packed-Bed Column Bioreactor

“…Sugarcane bagasse, a byproduct of sugar processing, contains cellulose, hemicellulose, lignin, simples sugars, and ashes in lower concentrations. Due to these characteristics, sugarcane bagasse is considered important solid support to produce several bioproducts by SSC (Kumar et al, 2003;Khosravi-darani and Zoghi, 2008;Oliveira et al, 2012;Bastos et al, 2015;Bastos et al, 2017;Campanhol et al, 2019;Jugwanth, et al 2020). Similarly, vinasse is the main wastewater in the sugarcane processing, and it is generated during the ethanol distillation-fermentation in high volumes and is rich in organic matter and potassium.…”