Comparação do perfil das lactonas produzidas por biotransformação microbiana e biocatálise enzimática a partir dos óeos de mamona e linhaça

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Lopes, Danielle Branta, 1982-
Data de Publicação: 2013
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1621336
Resumo: Orientador: Gabriela Alves Macedo
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spelling Comparação do perfil das lactonas produzidas por biotransformação microbiana e biocatálise enzimática a partir dos óeos de mamona e linhaçaComparison of lactones profile produced by microbial biotransformation and enzymatic biocatalusis from castor and linseed oilsLactonasLipaseBiocatáliseLactoneLipaseBiotransformationBiocatalysisNatural flavouringsOrientador: Gabriela Alves MacedoTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de AlimentosResumo: Os aromas despertam grande interesse entre consumidores e indústrias de alimentos, especialmente por estarem diretamente relacionados ao sabor dos alimentos. Dentre os aromas de maior importância industrial destaca-se o grupo das lactonas, presentes em uma grande variedade de produtos naturais e compostos biologicamente ativos. Em virtude do destaque apresentado por essa classe de substâncias, diversos métodos para sua produção têm sido relatados. Como alternativa aos processos químicos tradicionais, propõe-se nesta pesquisa a utilização da biotecnologia de micro-organismos e enzimas para a produção de compostos aromáticos a partir de substratos naturais, como óleos vegetais hidrolisados.A fermentação microbiana é considerada um caminho potencial para a produção de aromas naturais, sendo o grupo formado pelos fungos um dos mais utilizados para esse fim. A biocatálise também é uma alternativa muito vantajosa e capaz de catalisar um grande número de reações estéreo- e regiosseletivas, o que não é alcançado por meio de síntese química clássica. O uso de enzimas isoladas torna-se preferível em relação ao uso de micro-organismos quando existem limitações relacionadas à permeabilidade do substrato na membrana da célula ou quando ocorrem reações secundárias indesejáveis.Considerando-se os argumentos citados, neste trabalho foram estudados dois métodos para a produção de lactonas. O primeiro deles, a biotransformação, foi feita a partir do uso de micro-organismos para a produção dos compostos em questão. O segundo método, a biocatálise, foi realizado através da reação de lactonização com o uso de lipases microbianas brutas isoladas e liofilizadas. Os substratos utilizados no estudo foram os óleos vegetais de mamona e linhaça previamente hidrolisados por lipases fúngicas produzidas por Rhizopus sp. e Geotrichum sp. A produção de lactonas foi alcançada em ambos os métodos. Com o uso da biotransformação, todos os micro-organismos testados (Geotrichum sp., Rhizopus sp., Aspergillus sp. (Linhagens 1068 e 1099) e Fusarium oxysporum) foram capazes de produzir diferentes tipos de lactonas, com destaque para o fungo Fusarium oxysporum, que produziu maior variedade delas (&61543;-decalactona, 2-cumaranona, mevalonolactona e pantolactona), além de alcançar o maior rendimento na produção de &61543;-decalactona (18,93 &956;L L-1), após 48 horas de reação e empregando-se os óleos de mamona e linhaça previamente hidrolisados pela lipase produzida pelo fungo Rhizopus sp.. Através do uso da biocatálise, ótimos resultados também foram alcançados, e a produção de lactonas foi possível ao se utilizar as lipases produzidas pelos fungos Rhizopus sp., Aspergillus sp. (Linhagem 1068) e Fusarium oxysporum, sendo possível a produção de &61543;-undecalactona, &61543;-decalactona e &61543;-dodecalactona, dependendo da lipase empregada e do tempo de reação. A maior produtividade foi obtida na produção de &61543;-undecalactona ao se utilizar a lipase produzida pelo fungo Rhizopus sp. após 24 horas de reação, obtendo-se um rendimento de 21,78 &956;L L-1, também a partir do uso dos óleos de mamona e linhaça hidrolisados previamente pela lipase produzida por Rhizopus sp. As lipases produzidas pelos fungos Geotrichum sp. e Aspergillus sp. (Linhagem 1099), também estudadas neste trabalho, não foram capazes de produzir lactonasAbstract: Aromas arouse great interest among consumers and food industry, especially because heir direct relationship with food taste. In the midst of the most important industrial flavorings stands lactones group, which are present in a wide variety of natural products and biologically active compounds. Due to the prominence of this class of substances, several methods for the production of lactones have been reported. As an alternative to traditional chemical processes, it is proposed in this research the use of microbial and enzyme biotechnology for the production of aromatic compounds natural substrates, such as hydrolyzed vegetable oils. The microbial fermentation is considered a potential pathway for the production of natural flavor, and fungi group is the most widely used for this purpose. Biocatalysis is also a very useful alternative and is able to catalyze a large number of stereo- and regioive reactions, which is not achieved by classical chemical synthesis. The use of isolated enzymes is preferable over the use of microorganisms when there are limitations concerning the permeability of the substrate in the cell membrane or when undesired side reactions occur. Considering these arguments, two methods were investigated in this work for the production of lactones. The first one, biotransformation, was made the use of microorganisms for the production of these compounds. The second method, biocatalysis, was performed by lactonization reaction using crude microbial lipases that was isolated and lyophilized. Substrates used were the vegetable castor and linseed oils previously hydrolyzed by fungal lipases produced by Rhizopus sp. and Geotrichum sp. Lactones production was achieved in both methods. Using biotransformation, all microorganisms tested (Geotrichum sp., Rhizopus sp., Aspergillus sp. (Strains 1068 and 1099) and Fusarium oxysporum) were able to produce different lactone types, especially using the fungus Fusarium oxysporum, which produced a greater variety (&61543;-decalactone, 2-cumaranone, mevalonolactone and pantolactone), achieving the best performance in y-x decalactone production (18.93 &956;L L-1), after 48 h employing castor and linseed oils hydrolyzed by lipase Rhizopus sp. Through the biocatalysis use, excellent results were also obtained, and the lactones production was possible using lipases produced by fungi Rhizopus sp., Aspergillus sp. (Strain 1068) and Fusarium oxysporum. The production of y-undecalactone, y-decalactone and y-dodecalactone was achieved depending on the lipase employed and the reaction time used. Highest yield was obtained in the &61543;-undecalactone production (21.78 &956;L L-1), using castor and linseed oils hydrolyzed by Rhizopus sp. lipase. Lipases produced by Geotrichum sp. and Aspergillus sp. (Strain 1099) was also studied in this work, but were unable to produce lactonesDoutoradoCiência de AlimentosDoutora em Ciência de Alimentos[s.n.]Macedo, Gabriela Alves, 1971-Ribeiro, Ana Paula BadanTambourgi, Elias BasilePrazeres, Janaina Nicanuzia dosFleuri, Luciana FranciscoUniversidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia de AlimentosPrograma de Pós-Graduação em Ciência de AlimentosUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASLopes, Danielle Branta, 1982-2013info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf211 p. : il.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1621336LOPES, Danielle Branta. Comparação do perfil das lactonas produzidas por biotransformação microbiana e biocatálise enzimática a partir dos óeos de mamona e linhaça. 2013. 211 p. Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1621336. Acesso em: 25 abr. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/914949porreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2017-02-18T07:08:21Zoai::914949Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2017-02-18T07:08:21Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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