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Title: Cascarilla de cebada como sustrato para la producción de enzimas y azúcares reductores usando Penicillium sp. HC1
Brewer’s spent grain as substrate for enzyme and reducing sugar production using Penicillium sp. HC1
Authors: Bernal-Ruiz, Marcela
Correa-Lozano, Alejandro
Gomez-Sánchez, Laura
Quevedo-Hidalgo, Balkys
Rojas-Pérez, Lilia Carolina
García-Castillo, Catalina
Gutiérrez-Rojas, Ivonne
Narváez-Rincón, Paulo César
Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales
Issue Date: 16-Sep-2021
Publisher: Revista de la Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales
Abstract: La cascarilla de cebada (brewer’s spent grain, BSG) es el principal residuo sólido del proceso cervecero. Es un recurso valioso para las industrias de base biológica por su composición, alta disponibilidad y bajo costo. El objetivo de este trabajo fue emplearla como sustrato para producir endoglucanasas, celobiohidrolasas, β-glucosidasas y xilanasas, así como azúcares reductores utili-zando Penicillium sp. HC1. Se evaluaron fermentaciones sumergidas a nivel en matraz de 100 mL para la producción de enzimas. Se estudió el efecto de la concentración de BSG (1, 3 y 5 % p/v) y la fuente de nitrógeno (extracto de levadura y sulfato de amonio) a los 6, 10 y 12 días. La mayor actividad de todas las enzimas evaluadas se obtuvo a los 10 días. La mayor actividad de xilanasas (25.013±1.075 U L-1) se obtuvo con 3 % de BSG (p/v) y 5 g L-1 de sulfato de amonio. Al usarBSG al 5 % (w/v) sin suplementación de nitrógeno, se obtuvo la mayor actividad de endoglucanasas (909,7±14,2 U L-1), en tanto que en las mismas condiciones, pero empleando BSG 3 % (w/v), las actividades de β-glucosidasas y celobiohidrolasas fueron 3268,6±229,9 U L-1 y 103,15±8,1 U L-1, respectivamente. Las concentraciones máximas de azúcares reductores usando una dosis de 1000 U g-1 de xilanasas fueron: 2,7 g L-1 de xilosa, 1,7 g L-1 de arabinosa y 3,3 g L-1 de glucosa, después de 6 h. Los resultados demostraron que es posible producir enzimas y azúcares reductores usando Penicillium sp. HC1 y BSG como sustrato y la molienda como único pretratamiento.
Brewer’s spent grain (BSG) is the main solid waste from the brewing process. It is recognized as a valuable resource for biobased industries because of its composition, high availability, and low cost. The objective of this study was to employ BSG as a substrate to produce the enzymes endoglucanase, cellobiohydrolase, β-glucosidase, and xylanase, as well as reducing sugars using Penicillium sp. HC1. For enzyme production, we evaluated BSG submerged fermentation at different concentrations (1%, 3%, and 5%, w/v) and two sources of nitrogen (yeast extract and ammonium sulfate) on different days (6, 10, and 12) in a 100 mL Erlenmeyer flask. The highest enzyme activity was obtained after 10 days. The enzyme extract obtained using 3% BSG (w/v) and 5 g L-1 of ammonium sulfate showed the highest xylanase activity (25013 ± 1075 U L-1). Using BSG 5% (w/v) without nitrogen supplementation, the endoglucanase activity was 909.7±14.2 U L-1 while underthe same conditions but using BSG 3% (w/v), the β-glucosidase and cellobiohydrolase activity was 3268.6 ±229.9 U L-1 and 103.15±8.1 U L-1, respectively. Maximum reducing sugar concentrations using an enzyme dosage of 1000 U g-1 of xylanase were: 2.7 g L-1 xylose, 1.7 g L-1 arabinose, and 3.3 g L-1 glucose after 6 h of hydrolysis. Result s demonstrated it is possible to produce enzymes and reducing sugars using Penicillium sp. HC1 and BSG as substrate and BSG grinding only as pretreatment. Keywords
URI: https://repositorio.accefyn.org.co/handle/001/2014
ISSN: 0370-3908
DOI: https://doi.org/10.18257/raccefyn.1379
Appears in Collections:BA. Revista de la Academia Colombiana de Ciencias Exactas Físicas y Naturales

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