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Authors
Advisor(s)
Abstract(s)
Apple pomace (AP) is considered among the most damaging agro-industrial wastes to the
environment as well as the economy. Therefore, lucrative alternatives have been studied to
render this low-value waste into citric acid (CA), which is a high-value product that can be
used in several fields such as pharmaceutical, cosmetics, agriculture and biochemical
industries. Recently, apple cider residue (ACR) has also become an environmental hazard
which, contrary to AP, has not yet been studied for its potential application in industrial
bioprocesses. Within this context, the present study was carried out to evaluate the potential
of ACR to produce CA through solid state fermentation (SSF) by different Aspergillus niger
strains. For this, several natural A. niger strains and several variations of the fermentation
substrates (AP, ACR, mixtures of AP+ACR, supplemented and not supplemented) were
tested.
Among the tested strains, MUM 92.13 proved to be the best strain for CA production using
AP (41.61 ± 1.14 g/kg), while with ACR the production of CA was lower (13.99 ± 0.09 g/kg).
On the other hand, high glycerol production (46 ±0.89 g/kg) and yield (0.92 ±0.08 g/g total
sugars) was obtained with ACR when supplements were not added. When both matrices were
mixed (75%AP+25%ACR and 50%AP+50%ACR), CA yield of supplemented 75%
AP+25%ACR was similar to that obtained with AP, but with lower production (24.81 ±1.24
g/kg). Higher glycerol values of 54.81 ± 0.44 g/kg were achieved with non-supplemented
50%AP+50%ACR. Non supplemented ACR achieved a promising glycerol yield of 2.19
±0.49 g/g total sugars.
ACR thus proved to be a better substrate for glycerol production than for CA, when compared
with AP, and can serve as a natural substrate for SSF, which is an economical alternative
technique and does not require sophisticated instruments and techniques.
O bagaço de maçã (BM) é um dos resíduos agro-industriais mais prejudiciais para o ambiente, assim como para a economia, uma vez que o seu descarte é geralmente feito por descarga em aterro ou vendido como alimento para animais. Desta forma, alternativas lucrativas têm vindo a ser estudadas para transformar este resíduo em produtos de alto valor, nomeadamente ácido cítrico (AC). Paralelamente ao BM, o resíduo da produção de sidra (RS) tem também vindo a tornar-se um problema ambiental grave, mas ainda não há estudos sobre a sua potencial aplicação em bioprocessos industriais. Neste contexto, o presente estudo foi desenvolvido com o objetivo de avaliar o potencial do RS para a produção de CA através de fermentação por Aspergillus niger. Para tal, foram avaliadas várias estirpes naturais de A. niger e vários substratos de fermentação (BM, RS, misturas de BM+RS, com e sem adição de suplementos). Estre as estirpes testadas, a estirpe MUM 92.13 mostrou ser a mais eficiente na produção de AC usando BM (41.61 ± 1.14 g/kg), enquanto a produção de AC a partir de RS foi mais baixa (13.99 ± 0.09 g/kg). Por outro lado, foi observada uma elevada produção de glicerol (46 ±0.89 g/kg), com elevado rendimento (0.92 ±0.08 g/g açúcares totais) com a utilização de RS não suplementado. Quando as duas matrizes foram misturadas (75%BM+25%RS e 50%BM+50%RS), o rendimento de CA a partir de 75%BM+25%RS suplementado foi similar ao obtido a partir de BM, apesar de apresentar produção mais baixa (24.81 ±1.24 g/kg). Os valores de glicerol mais elevados (54.81 ± 0.44 g/kg) foram obtidos usando 50%BM+50%RS não suplementado. A fermentação de RS não suplementado resultou num rendimento de glicerol bastante promissor (2.19 ±0.49 g/g açúcares totais). Em conclusão, o RS demonstrou ser um substrato mais adequado à produção de glicerol do que de AC, e melhor do que BM. RS pode ser usado como um substrato natural em fermentação sólida usando A. niger, que é um bioprocesso bastante económico que não requer equipamentos e técnicas complexos.
O bagaço de maçã (BM) é um dos resíduos agro-industriais mais prejudiciais para o ambiente, assim como para a economia, uma vez que o seu descarte é geralmente feito por descarga em aterro ou vendido como alimento para animais. Desta forma, alternativas lucrativas têm vindo a ser estudadas para transformar este resíduo em produtos de alto valor, nomeadamente ácido cítrico (AC). Paralelamente ao BM, o resíduo da produção de sidra (RS) tem também vindo a tornar-se um problema ambiental grave, mas ainda não há estudos sobre a sua potencial aplicação em bioprocessos industriais. Neste contexto, o presente estudo foi desenvolvido com o objetivo de avaliar o potencial do RS para a produção de CA através de fermentação por Aspergillus niger. Para tal, foram avaliadas várias estirpes naturais de A. niger e vários substratos de fermentação (BM, RS, misturas de BM+RS, com e sem adição de suplementos). Estre as estirpes testadas, a estirpe MUM 92.13 mostrou ser a mais eficiente na produção de AC usando BM (41.61 ± 1.14 g/kg), enquanto a produção de AC a partir de RS foi mais baixa (13.99 ± 0.09 g/kg). Por outro lado, foi observada uma elevada produção de glicerol (46 ±0.89 g/kg), com elevado rendimento (0.92 ±0.08 g/g açúcares totais) com a utilização de RS não suplementado. Quando as duas matrizes foram misturadas (75%BM+25%RS e 50%BM+50%RS), o rendimento de CA a partir de 75%BM+25%RS suplementado foi similar ao obtido a partir de BM, apesar de apresentar produção mais baixa (24.81 ±1.24 g/kg). Os valores de glicerol mais elevados (54.81 ± 0.44 g/kg) foram obtidos usando 50%BM+50%RS não suplementado. A fermentação de RS não suplementado resultou num rendimento de glicerol bastante promissor (2.19 ±0.49 g/g açúcares totais). Em conclusão, o RS demonstrou ser um substrato mais adequado à produção de glicerol do que de AC, e melhor do que BM. RS pode ser usado como um substrato natural em fermentação sólida usando A. niger, que é um bioprocesso bastante económico que não requer equipamentos e técnicas complexos.
Description
Keywords
Glycerol Apple pomace Agro-industrial wastes Biotechnology Circular economy