Pré-tratamento enzimático e cultivo de Saccharomyces cerevisiae para remoção de nutrientes em efluente da parboilização do arroz

E-mail do autor: gustavofehrenbach@hotmail.com

Currículo Lattes do autor: http://lattes.cnpq.br/2076100909312406

FEHRENBACH, Gustavo Waltzer; SANTOS, Diego Gil de los (Orient.); LEITE, Fábio Pereira Leivas (Coorient.). Pré-tratamento enzimático e cultivo de Saccharomyces cerevisiae para remoção de nutrientes em efluente da parboilização do arroz. 2020. 54 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia e Ciências Ambientais) – Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Sul-rio-grandense, Pelotas, 2020.

Grafo de Conhecimento

^{Gerado com o aplicativo Sobek [mineração de textos] – UFRGS (http://sobek.ufrgs.br/) 
Copyright © 2020 Gtech.Edu Research Group}

Resumo

O arroz é um cereal de elevada produção em volume e importância socioeconômica. O Brasil é um dos principais produtores com produção média anual de 10,56 milhões de toneladas. A produção de arroz parboilizado é um processo de beneficiamento que confere maior valor nutritivo ao produto através de etapas de cozimento e secagem. Neste processo é gerado o efluente da parboilização (EP) com elevados níveis de matéria orgânica, fósforo e nitrogênio. A complexidade do EP dificulta a adequação na estação de tratamento de efluentes, e caso o efluente seja lançado aos corpos receptores em concentrações superiores às estabelecidas pelo CONSEMA, pode ocasionar a redução da biodiversidade aquática e mortandade de peixes. O uso de tratamento biológico com leveduras é uma alternativa para auxiliar os sistemas atuais de tratamento e potencial geração de biomassa comercializável como co-produto. Neste trabalho avalia-se o potencial da α-amilase no pré-tratamento enzimático do efluente da parboilização do arroz para o cultivo e potencial bioremediador da levedura Saccharomyces cerevisiae. As condições do pré-tratamento enzimático foram definidas através de planejamento fatorial 2³ sendo as variáveis estudadas o pH (5,5, 6 e 6,5), temperatura (40, 50 e 60°C) e tempo de incubação (5, 12,5 e 20 min); a concentração enzimática foi avaliada em 5 níveis (100, 50, 10, 5 e 0.5 mg L^-1) utilizando α-amilase fúngica de 40.000 SKB. A concentração de glicose obtida nos ensaios, custos e adequação as condições ótimas para cultivo de S. cerevisiae foram consideradas na definição do tratamento. A reação enzimática foi realizada em frascos com 4 L de efluente da parboilização não autoclavado, 5 mg L^-1 de α-amilase, 12,5 min a 50°C. Cultivos em EP foram diretamente inoculados com S. cerevisiae e utilizados como controle. Ambos os sistemas foram inoculados com 10% v/v de S. cerevisiae a 1,2x10³ unidades formadoras de colônias por mL (UFC mL^-1) e cultivados por 48 h. Ao longo do tempo efetuou-se coletas para avaliar a viabilidade celular (UFC mL^-1), biomassa (g), demanda química de oxigênio (DQO), nitrogênio total Kjeldahl (NTK) e concentração de fósforo (P). A reação enzimática em efluente parboilizado com amilase (EPA) foi determinada quantificando a concentração de glicose através da reação com ácido dinitrosalicilico (DNS), atingindo uma concentração máxima de 1,75 g L^-1 em EPA e 1,05 g L^-1 em EP. UFC e biomassa em EPA seguiram os níveis de glicose e foram superiores em relação EP, atingindo 2,4x10⁸ UFC mL^-1 e 2,05 g L^-1. As maiores remoções foram obtidas em EPA para fósforo (40,68%), EP para matéria orgânica (70%) e remoção >99% do nitrogênio total em ambos cultivos. O baixo custo de 0,45$ por m³ de efluente tratado, redução dos parâmetros ambientais de tratabilidade, viabilidade celular (3,35x10⁸ UFC mL^-1) e concentração de biomassa (2,05 g L^-1) sugerem que a utilização de α-amilase aprimora o potencial de biorremediação de S. cerevisiae no tratamento de efluente parboilizado, além de gerar um co-produto de alto valor e amplamente comercializável.

Palavras-chave: Tratamento de efluente; biorremediação; biomassa; amido; S. cerevisiae; enzimas.

Publicações em periódicos científicos qualificados (com o orientador e relacionadas à dissertação)

Não publicou.