ABSTRACT
Abstract Growth and biological conditions of Messastrum gracile were evaluated to compare the effect of photoautotrophic and mixotrophic cultivation on the increase of biomass production and chemical conditions cultured in macrophyte and commercial culture media. The growth rate (k) of M. gracile was different in the culture media, higher in mixotrophic cultivation for Lemna minor culture medium, whilst to Eichhornia crassipes and NPK culture media were higher in photoautotrophic cultivation. Mean lipid contents in photoautotrophic cultivation were 8.2% biomass dry weight, whereas they reached 19% biomass dry weight in mixotrophic cultivation. Protein contents were below 48% biomass dry weight in photoautotrophic cultivation and 30% biomass dry weight in mixotrophic cultivation. Messastrum gracile cultured in macrophyte culture media (E. crassipes and L. minor) and NPK culture medium provided satisfactory results with regard to lipid and protein contents in mixotrophic and photoautotrophic cultivations, respectively. Lipid and protein contents in alternative media were higher or similar to the CHU12 commercial culture medium.
Resumo O crescimento e as condições biológicas da microalga Messastrum gracile foram avaliados para comparar o efeito do cultivo foto-autotrófico e mixotrófico na produção de biomassa e condições químicas em meios de cultura comercial e de macrófitas. A taxa de crescimento (k) de M. gracile foi diferente entre os meios de cultura, sendo maior no cultivo mixotrófico para o meio Lemna minor, enquanto para os meios Eichhornia crassipes e NPK foram maiores no cultivo foto-autotrófico. Os teores de lipídios no cultivo foto-autotrófico foram de 8,2% da biomassa seca, enquanto que no mixotrófico atingiram 19% da biomassa seca. Os teores de proteína em cultivo foto-autotrófico estiveram abaixo de 48% da biomassa seca e 30% de biomassa seca no cultivo mixotrófico. Messastrum gracile cultivada em meios de cultura de macrófitas (E. crassipes e L. minor) e NPK apresentaram resultados satisfatórios em relação aos teores de lipídeos e proteínas nos cultivos mixotróficos e foto-autotróficos, respectivamente. Os teores lipídicos e proteicos em meios alternativos foram maiores ou semelhantes ao meio comercial CHU12.
Subject(s)
Eichhornia , Microalgae , Chlorophyceae , Biomass , Culture MediaABSTRACT
Abstract Growth and biological conditions of Messastrum gracile were evaluated to compare the effect of photoautotrophic and mixotrophic cultivation on the increase of biomass production and chemical conditions cultured in macrophyte and commercial culture media. The growth rate (k) of M. gracile was different in the culture media, higher in mixotrophic cultivation for Lemna minor culture medium, whilst to Eichhornia crassipes and NPK culture media were higher in photoautotrophic cultivation. Mean lipid contents in photoautotrophic cultivation were 8.2% biomass dry weight, whereas they reached 19% biomass dry weight in mixotrophic cultivation. Protein contents were below 48% biomass dry weight in photoautotrophic cultivation and 30% biomass dry weight in mixotrophic cultivation. Messastrum gracile cultured in macrophyte culture media (E. crassipes and L. minor) and NPK culture medium provided satisfactory results with regard to lipid and protein contents in mixotrophic and photoautotrophic cultivations, respectively. Lipid and protein contents in alternative media were higher or similar to the CHU12 commercial culture medium.
Resumo O crescimento e as condições biológicas da microalga Messastrum gracile foram avaliados para comparar o efeito do cultivo foto-autotrófico e mixotrófico na produção de biomassa e condições químicas em meios de cultura comercial e de macrófitas. A taxa de crescimento (k) de M. gracile foi diferente entre os meios de cultura, sendo maior no cultivo mixotrófico para o meio Lemna minor, enquanto para os meios Eichhornia crassipes e NPK foram maiores no cultivo foto-autotrófico. Os teores de lipídios no cultivo foto-autotrófico foram de 8,2% da biomassa seca, enquanto que no mixotrófico atingiram 19% da biomassa seca. Os teores de proteína em cultivo foto-autotrófico estiveram abaixo de 48% da biomassa seca e 30% de biomassa seca no cultivo mixotrófico. Messastrum gracile cultivada em meios de cultura de macrófitas (E. crassipes e L. minor) e NPK apresentaram resultados satisfatórios em relação aos teores de lipídeos e proteínas nos cultivos mixotróficos e foto-autotróficos, respectivamente. Os teores lipídicos e proteicos em meios alternativos foram maiores ou semelhantes ao meio comercial CHU12.
ABSTRACT
ABSTRACT: Ensilage is a simple and low-cost strategy to enable long term preservation and environmentally friendly utilization of agricultural by-products, such as straws and distiller's grains (DG) for ruminants. Effect of mixing different proportions of DG and rice straw (i.e. 0, 10, 20 or 30% of DG) with or without 5% molasses addition on fermentation and chemical variables of silages was evaluated. The study was conducted as a randomized blocks design in a 4 × 2 factorial arrangement, with three replications, using laboratory silos of 1L capacity (n=24). Despite a significant interaction (P<0.01) between DG and molasses addition was observed for most variables, in general the increased addition of DG linearly decreased the pH value, acetic acid (AA), butyric acid (BA) and ammonia N concentration (P<0.01), and increased the lactic acid (LA) concentration (P<0.01). Exception was the propionic acid concentration which linearly decreased without molasses addition and linearly increased with molasses addition at increased proportion of DG (P<0.01). In both silages with or without molasses the addition of DG increased the dry matter, water soluble carbohydrates and crude protein (P<0.01), and decreased the NDF content (P<0.01). Based on the perspective of maximum utilization of rice straw, the mixture of 10% of DG associated to 5% molasses at ensilage process is recommended.
RESUMO: Ensilagem é uma estratégia simples e de baixo custo que habilita a preservação de sub-produtos agrícolas por longo tempo e com mínimo impacto ambiental, tal como a preservação de palha de arroz e resíduos da destilação de grãos (DG) para uso na alimentação de ruminantes. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito de incluir diferentes proporções de DG e palha de arroz (i.e. 0, 10, 20 or 30% of DG) com ou sem inclusão de 5% de melaço sobre variáveis da fermentação e composição química do material ensilado. O estudo foi conduzido em blocos casualizados em um esquema fatorial 4 × 2, com três repetições, utilizando mini-silos de 1L de capacidade (n=24). Embora a interação entre DG e melaço foi significativa (P<0,01) para a maior parte das variáveis, em geral a adição de DG diminuiu linearmente o pH e as concentrações de ácido acético, ácido butírico e amônia (P<0,01), e aumentou linearmente a concentração de ácido láctico (P<0,01). Exceção foi a concentração de ácido propiônico que diminuiu linearmente sem a adição de melaço enquanto aumentou linearmente com a adição de melaço, à incrementados níveis de inclusão de DG (P<0,01). Em ambos casos, com ou sem adição de melaço, a adição de DG aumentou linearmente o teor de matéria seca, de carboidratos solúveis em água e de proteína bruta, e diminuiu o teor de fibra em detergente neutro do material ensilado the NDF content (P<0,01). Baseado na perspectiva de máxima utilização de palha da arroz, recomenda-se a mistura de 10% de DG associado com 5% de melaço no processo de ensilagem.
ABSTRACT
En este estudio se evaluó el efecto de la melaza tratada con ácido sulfúrico (MZA-TR) y de las condiciones del cultivo (estático) sobre la síntesis de celulosa por Gluconacetobacter xylinus IFO 13693, para ello, se usó un reactor con 0,2 litros de medio de cultivo, con concentraciones iniciales de 13,3 % y 26,6 % de MZA-TR en el medio de cultivo a pH 5,6. El volumen del inóculo fue del 10 % del volumen total del medio; el proceso se realizó a temperatura ambiente (30 °C), con tiempos de incubación de 3, 7, 14, 21 y 28 días. Además, se evaluaron distintos parámetros fisicoquímicos y mecánicos de la celulosa. El grosor de la película de celulosa presentó un máximo de 2,5 cm, siendo el mejor resultado obtenido, en comparación con anteriores reportes en la literatura. También se encontró que al usar MZA-TR en el medio de cultivo hay un incremento considerable de la producción de celulosa en estático a los 28 días de incubación. Finalmente, se observó que el consumo de glucosa y de fructosa disminuye durante la síntesis de celulosa bacteriana (CB); durante los 3 primeros días de incubación se observó el máximo descenso, lo que permite correlacionar la producción de CB con el consumo de medio. La concentración de 13,3 %, presenta los mejores resultados en los parámetros de velocidad de crecimiento microbiano, cantidad y calidad de la celulosa producida.
This study assessed the effect of molasses treated with sulfuric acid (MZA-TR) and the condition of the crop (static) on the synthesis of cellulose by Gluconacetobacter xylinus IFO 13693, using a reactor with 0,2 liters of growing medium, with initial concentrations of 13,3 % and 26,6 % of molasses treated (MZA-TR) in the culture medium at pH 5,6. The volume of the inoculum was 10 per cent of the total volume of the environment; the process was carried out at ambient temperature (30 °C), with times of incubation of 3, 7, 14, 21 and 28 days. Also, different physico-chemical and mechanical parameters of the pulp were evaluated. The thickness of the cellulose film presented a maximum of 2.5 cm, being the best result obtained, in comparison to previous reports in the literature. Furthermore, it was found that using MZA-TR in the middle considerably increased the production of cellulose in static at 28 days of incubation. Finally, it was observed that the consumption of glucose and fructose decreased during the synthesis of Bacterial Cellulose (BC); during the first 3 days of incubation it was noted the maximum decline, which allows to correlate the production of CB with the consumption of media. The concentration of 13.3 %, presents the best results in the speed parameters of microbial growth, the quantity and quality of cellulose produced.
Neste estudo foi avaliado o efeito do melaço tratado com ácido sulfúrico (MZA-TR) e das condições da cultura (estática) sobre a síntese de celulose pelo Gluconacetobacter xylinus IFO 13693. Para isso, foi utilizado um reator com 0,2 litros de meio de cultura, com concentrações iniciais de 13,3 e 26,6% de MZA-TR, e pH igual a 5,6. O volume de inoculo foi de 10% do volume total do meio, e o processo foi realizado a temperatura ambiente (30°C), com tempos de 3, 7, 14, 21 e 28 dias. Além disso, foram avaliados os distintos parâmetros físico-químicos e mecânicos da celulose. A espessura máxima que apresentou o filme de celulose foi de 2,5 cm, sendo o melhor resultado obtido, ao comparar com os reportados anteriormente na literatura. Verificou-se também que ao usar MZA-TR no meio de cultura houve um aumento considerável na produção de celulose no meio estático aos 28 dias de incubação. Finalmente foi observado que o consumo de glicose e frutose diminuiu durante a síntese de celulose bacteriana (CB). Durante os três primeiros dias de incubação verificou-se a diminuição máxima, o que permite correlacionar a produção de CB com o consumo do meio. A concentração de 13,3% apresentou os melhores resultados nos parâmetros da velocidade de crescimento microbiano, quantidade e qualidade da celulose produzida.
ABSTRACT
Neste trabalho simulou-se a desnitrificação via nitrito em lixiviado de aterro sanitário, operando-se em escala laboratorial através de um reator em batelada sequencial (RBS) adicionando-se melaço de cana como fonte externa alternativa de carbono. As razões DBOlixiviado+melaço/N-NOx estudadas foram 0,37; 4; 12 e 14 com tempo de reação anóxica de 4,33 h (DBO/N-NOx=0,37; 4 e 14) e 22 h (DBO/N-NOx=12). A taxa específica de desnitritação foi de 0,07 kg nitrito.kg-1 sólidos suspensos voláteis (SSV)*dia após 4,33 h de reação anóxica nos ensaios sem adição de melaço de cana e 0,19 e 0,12 kg nitrito.kg-1 SSV*dia nos ensaios realizados com adição de melaço de cana, fornecendo uma razão DBO/N-NOx de 4 e 14, respectivamente. Ampliando-se o tempo de reação anóxica para 22 h e realizando os ensaios sob razão DBO/N-NOx de 12, a taxa específica de desnitritação foi aumentada para 0,55 kg nitrito.kg-1 SSV*dia.
In this work, the denitrification was simulated via nitrite at landfill leachate, operating at laboratory scale through a sequencing batch reactor (SBR) adding cane molasses as an alternative external source of carbon. The reasons BODlandfill leachate+molasses / N-NOx studied were 0.37, 4, 12 and 14 with aNOxic reaction time of 4.33 h (BOD/N-NOx=0.37, 4 and 14) and 22 h (BOD/N -NOx=12). The specific rate of denitritation was 0.07 kg nitrite.kg volatile suspended solids (VSS)* day after 4.33 h of aNOxic reaction in tests without the addition of cane molasses and 0.19 and 0.12 kg nitrite.kg-1 VSS*day in the tests with the addition of cane molasses, providing a ratio BOD/N-NOx 4 and 14, respectively. Widening the aNOxic reaction time to 22 h by performing tests on ratio BOD/N-NOx 12, the specific rate of denitritation was increased to 0.55 kg nitrite.kg-1 VSS*day.
ABSTRACT
The decolorization of molasses by 17 different fungi in 2 media was studied. Trichoderma viride showed the highest decolorization yield (53.5%) when cultivated at 30ºC for 7 days in Medium 1 which contained the molasses which was diluted to 40 g/L in distilled water. The other Trichoderma species and Penicillium sp. also gave similar results of 40-45%. Decolorization yield was increased by adding peptone and yeast extract to the production medium except Penicillium sp. Growth rate was not related to decolorization yet pH value was. When the pH decreased below 5.0 after the incubation, the decolorization yield increased. Although reducing sugar in culture broth decreased with decreasing color intensity, there was no connection between protein utilization and decolorizing activity.
Este estudo avaliou o descoloramento do melaço por 17 fungos em dois meios. Trichoderma viride apresentou o melhor rendimento de descoloramento (53,5%) quando cultivado a 30ºC por 7 dias no meio 1, composto de melaço diluído a 40 g/L em água destilada. As outras espécies de Trichoderma e Penicillium sp apresentaram rendimento da ordem de 40-45%. O rendimento de descoloramento aumentou com a adição de peptona e extrato de levedura ao meio de produção, com exceção de Penicillium sp. A taxa de crescimento não teve relação com o descoloramento, mas o pH sim. Quando o pH diminuiu para abaixo de 5,0 depois da incubação, o rendimento de descoloramento foi maior. Embora os açúcares redutores no meio de cultura tenham diminuído com a diminuição da intensidade de cor, não houve relação entre utilização de proteína e atividade descolorizante.
Subject(s)
Fermentation , Molasses/analysis , Penicillium , Trichoderma , Yeasts , Methods , MethodsABSTRACT
O Brasil gera cerca de 18 milhões de toneladas de melaço por ano, com aproximadamente 50 por cento de açúcares e carece de maior quantidade de alimentos que auxiliem no combate à desnutrição. Spirulina platensis é uma microalga que pode conter 74 por cento de proteínas e, embora seja um microrganismo autotrófico, a complementação do meio de cultivo com carbono orgânico pode estimular seu crescimento. S. platensis foi cultivada em modo autotrófico com bicarbonato de sódio, e mixotrófico com 0,25; 0,50; 0,75 e 1,00 g.L-1 de melaço em pó (MEP) ou melaço líquido (MEL). A presença de MEL ou MEP resultou em crescimento por, no mínimo 35 dias, e melhores parâmetros de crescimento que os cultivos autotróficos que cresceram durante 30 dias. Utilizando ME P 0,25 g.L-1 a maior concentração de biomassa foi 2,59 g.L-1 e produtividade 0,066 g.L-1.dia-1, enquanto cultivos autotróficos alcançaram 1,44 g.L-1 e 0,045 g.L-1.dia-1. A máxima concentração de biomassa (2,83 g.L-1) e produtividade (0,098 g.L-1.dia-1) foram obtidas em MEL 0,50 g.L-1. Os resultados demonstram que o potencial brasileiro de produção de melaço pode ser explorado também para obtenção de altas concentrações de biomassa no cultivo da microalga Spirulina platensis.
Brazil produces approximately 18,000,000 tons of molasses per year, containing 50 percent of sugars. This country needs more food help for the malnourishment disease. Spirulina platensis is a microalga that contains up to 74 percent proteins. It grows photoautotrophically, but the medium complementation with organic carbon may stimulate its growth. S. platensis was grown autotrophically and mixotrofically with 0.25; 0.50; 0.75 and 1.00 g.L-1 of powder molasses (MEP) or liquid molasses (MEL). Cultures with MEL or MEP have grown for more long time (minimum 35 days) and have reached higher biomass concentration and productivity than autotrophic one, that grew during 30 days. Cultures with MEP 0.25 g.L-1 have reached biomass concentration of 2.59 g.L-1 and productivity of 0.066 g.L-1.day-1. Maximum biomass concentration (2.83 g.L-1) and productivity (0.098 g.L-1.day-1-) were reached in cultures with MEL 0.50 g.L-1. Autotrophic cultures reached 1.44 g.L-1 and 0.045 g.L-1.day-1. Results showed that the Brazilian potential of molasses production may be also exploited to obtain higher biomass concentration in the culture of microalga Spirulina platensis.