Production of Biostimulant and Biopesticide through Solid- State Fermentation Using Green Waste
Aquesta tesi se centra en l'ús de la fermentació en estat sòlid (FES) com un enfocament per produir bioestimulants i biopesticides a partir de residus verds. En la investigació es van utilitzar residus verds, incloent restes gespa i poda d'arbres del campus de la UAB, com a substrats. Es v...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Fecha de publicación: | 2024 |
| País: | España |
| Institución: | Universitat Autònoma de Barcelona |
| Repositorio: | Dipòsit Digital de Documents de la UAB |
| Idioma: | inglés |
| OAI Identifier: | oai:ddd.uab.cat:305928 |
| Acceso en línea: | https://ddd.uab.cat/record/305928 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Fermentació en estat sólid Solid state fermentation Fermentación en estado sólido Biostimulant Trichoderma harzianum Biostimulante Ciències Experimentals |
| Sumario: | Aquesta tesi se centra en l'ús de la fermentació en estat sòlid (FES) com un enfocament per produir bioestimulants i biopesticides a partir de residus verds. En la investigació es van utilitzar residus verds, incloent restes gespa i poda d'arbres del campus de la UAB, com a substrats. Es va utilitzar Trichoderma harzianum com a inòcul per produir el bioestimulant àcid indol-3-acètic (IAA) i el biopesticida en forma d'espores conidials mitjançant FES. La primera part dels resultats correspon a les proves preliminars per validar i optimitzar el procés. Els experiments en aquest capítol es van realitzar utilitzant reactors de llit empacat de 0.5 L. Inicialment, es va avaluar la viabilitat de la FES utilitzant T.harzianum per produir IAA i espores en residus de gespa i poda. Posteriorment, es van analitzar diversos paràmetres, inclosos les proporcions de residu de gespa i poda, el contingut d'humitat i la concentració de triptòfan (utilitzat com a precursor de la producció d'IAA a la FES), per desenvolupar un model que optimitzés la producció simultània d'IAA i espores. A més, es van investigar els efectes de la temperatura i el temps de fermentació en l' obtenció dels bioproductes objecte d' estudi. Els experiments mitjançant un seguiment al llarg del temps del procés, van revelar que la producció màxima d'IAA va tenir lloc el dia 3 de fermentació, assolint 101.4 µg g⁻¹ MS, mentre que la producció d'espores va assolir el seu pic el dia 7 amb 3.0×10⁹ espores g⁻¹ MS. La segona part dels resultats, centrant-se en la FES per a la producció d'IAA i amb un reactor de llit empacat de 22 L, també explorant l'operació del reactor en mode de lots seqüencials com a estratègia d'operació. El procés es va realitzar sota les mateixes condicions establertes per al reactor de 0.5 L. No obstant això, els resultats preliminars de la FES a escala de 22 L van indicar que el residus de poda no eren un agent estructurant adequat, ja que no proporcionaven la porositat suficient i a més a més era més propens a la contaminació. En canvi, la substitució dels residus de poda per encenalls de fusta com a agent estructurant va augmentar la porositat a gairebé el 70%, la qual cosa va millorar substancialment la productivitat, amb la producció d' IAA i espores arribant a assolir els valors de 119.9 µg g⁻¹ MS y 1.3×10⁹ esporas g⁻¹ MS, respectivamente. Aquestes troballes suggereixen que la porositat és un factor crític en el rendiment de la SSF a escales majors. Per la seva banda, l'ús de l'estratègia de lot seqüencial no va tenir èxit, cosa que ressalta la necessitat de noves estratègies per reduir els problemes de contaminació derivats de treballar amb residus reals i heterogenis. La tercera part dels resultats presenta els resultats de la producció d'IAA i conidis en un reactor de safates. En aquesta configuració, la producció d' IAA va assolir 201.3 µg g⁻¹ MS, valor superior als nivells assolidor en el reactor de llit empacat de 22 L. La producció màxima de conidis al reactor de safates va ser de 1.1 × 10⁹ esporas g⁻¹ MS. Es va observar certa variabilitat en els resultats entre les repeticions de les fermentacions. Per comprendre millor aquesta variabilitat, es va utilitzar una anàlisi de components principals (PCA) per examinar la relació entre els paràmetres clau del procés. L'anàlisi va revelar que la temperatura estava relacionada amb els nivells finals d'IAA. Com a resultat, es va desenvolupar una estratègia de procés basada en un règim de temperatura baixa per prevenir la degradació d'IAA i millorar la seva producció. |
|---|