Produção, otimização e caracterização de coagulantes produzidos por espécies de Aspergillus

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Prado, Fabiano Brito
Data de Publicação: 2022
Outros Autores: http://lattes.cnpq.br/2097455423639472, https://orcid.org/ 0000-0002-1334-1424
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFAM
Texto Completo: https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/8912
Resumo: O coalho extraído de bezerro, fonte de coagulantes do leite bovino, nos últimos anos não atende as exigências de alguns grupos de consumidores, devido a diversas causas, como a mudança de hábitos alimentares e crenças religiosas. Mundialmente, diversas pesquisas estão sendo desenvolvidas na busca por novas fontes de enzimas que possam suprir a necessidade do mercado de queijos. Com base na importância industrial dos fungos, este estudo teve como objetivo avaliar espécies do gênero Aspergillus para selecionar uma linhagem produtora de enzimas coagulantes do leite bovino e investigar mecanismos regulatórios de síntese dos coagulantes para identificação das características para aplicação industrial. As linhagens: A. clavato flavus DPUA 929, A. fischeri DPUA 653, A. flavo furcatis DPUA 1451, A. flavo furcatis DPUA 1455, A. japonicus DPUA 542, A. japonicus DPUA 1727, A. melleus DPUA 323, A. niger DPUA 398, A. niger DPUA 399, A. ostianus DPUA 315, A. oryzae DPUA 541, A. oryzae DPUA 1624 e A. wentii DPUA 1725, são os 13 representantes do gênero Aspergillus. Na primeira etapa, as linhagens foram autenticadas com base nas características macromorfológicas e micromorfológicas. As culturas puras e viáveis foram utilizadas na seleção de uma espécie produtora de proteases e coagulantes por fermentação submersa, em condições padronizadas. O extrato enzimático recuperado da fermentação foi utilizado para determinação da atividade das proteases e posterior caracterização parcial quanto ao efeito do pH e temperatura na atividade e estabilidade e efeito de íons metálicos e inibidores na atividade enzimática. E para identificação das exigências nutricionais, foram selecionadas como fonte de carbono, amido e como fonte de nitrogênio, caseína, associados a três diferentes tempos de incubação, e para a síntese dos coagulantes por Aspergillus, em planejamento fatorial completo 2 3 , com 3 pontos centrais, totalizando 11 experimentos. O extrato com maior razão coagulante foi caracterizado quanto ao efeito do pH e temperatura na atividade e estabilidade enzimática. Também foi avaliado o efeito de inibidores e íons metálicos na atividade coagulante, além da avaliação quanto à citotoxicidade in vitro utilizando fibroblastos humanos. A maioria das linhagens testadas produziram proteases em meio líquido. Aspergillus flavo furcatis DPUA 1451 foi identificada como fonte significativa de serinoproteases e metaloproteases que expressam atividade catalítica significativa em pH 5,0 e 50 °C, com estabilidade em pH 7 a 9, até 40 °C, em 60 minutos, o que demonstra o uso potencial destes biocatalisadores na indústria de alimentos, principalmente para a produção de queijos.
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Com base na importância industrial dos fungos, este estudo teve como objetivo avaliar espécies do gênero Aspergillus para selecionar uma linhagem produtora de enzimas coagulantes do leite bovino e investigar mecanismos regulatórios de síntese dos coagulantes para identificação das características para aplicação industrial. As linhagens: A. clavato flavus DPUA 929, A. fischeri DPUA 653, A. flavo furcatis DPUA 1451, A. flavo furcatis DPUA 1455, A. japonicus DPUA 542, A. japonicus DPUA 1727, A. melleus DPUA 323, A. niger DPUA 398, A. niger DPUA 399, A. ostianus DPUA 315, A. oryzae DPUA 541, A. oryzae DPUA 1624 e A. wentii DPUA 1725, são os 13 representantes do gênero Aspergillus. Na primeira etapa, as linhagens foram autenticadas com base nas características macromorfológicas e micromorfológicas. As culturas puras e viáveis foram utilizadas na seleção de uma espécie produtora de proteases e coagulantes por fermentação submersa, em condições padronizadas. O extrato enzimático recuperado da fermentação foi utilizado para determinação da atividade das proteases e posterior caracterização parcial quanto ao efeito do pH e temperatura na atividade e estabilidade e efeito de íons metálicos e inibidores na atividade enzimática. E para identificação das exigências nutricionais, foram selecionadas como fonte de carbono, amido e como fonte de nitrogênio, caseína, associados a três diferentes tempos de incubação, e para a síntese dos coagulantes por Aspergillus, em planejamento fatorial completo 2 3 , com 3 pontos centrais, totalizando 11 experimentos. O extrato com maior razão coagulante foi caracterizado quanto ao efeito do pH e temperatura na atividade e estabilidade enzimática. Também foi avaliado o efeito de inibidores e íons metálicos na atividade coagulante, além da avaliação quanto à citotoxicidade in vitro utilizando fibroblastos humanos. A maioria das linhagens testadas produziram proteases em meio líquido. Aspergillus flavo furcatis DPUA 1451 foi identificada como fonte significativa de serinoproteases e metaloproteases que expressam atividade catalítica significativa em pH 5,0 e 50 °C, com estabilidade em pH 7 a 9, até 40 °C, em 60 minutos, o que demonstra o uso potencial destes biocatalisadores na indústria de alimentos, principalmente para a produção de queijos.The rennet extracted from calf, a source of coagulants in bovine milk, in recent years has not met the requirements of some consumer groups, due to various causes, such as changing eating habits and religious beliefs. Worldwide, several researches are being carried out in the search for new sources of enzymes that can meet the needs of the cheese market. Based on the industrial importance of fungi, this study aimed to evaluate species of the genus Aspergillus to select a strain that produces coagulant enzymes from bovine milk and to investigate regulatory mechanisms of coagulant synthesis to identify characteristics for industrial application. The strains: A. clavato flavus DPUA 929, A. fischeri DPUA 653, A. flavo furcatis DPUA 1451, A. flavo furcatis DPUA 1455, A. japonicus DPUA 542, A. japonicus DPUA 1727, A. melleus DPUA 323, A. niger DPUA 398, A. niger DPUA 399, A. ostianus DPUA 315, A. oryzae DPUA 541, A. oryzae DPUA 1624 and A. wentii DPUA 1725, are the 13 representatives of the genus Aspergillus. In the first step, the lines were authenticated based on macromorphological and micromorphological characteristics. Pure and viable cultures were used in the selection of a species that produced proteases and coagulants by submerged fermentation under standardized conditions. The enzyme extract recovered from fermentation was used to determine the activity of proteases and later partial characterization regarding the effect of pH and temperature on the activity and stability and effect of metal ions and inhibitors on the enzyme activity. And to identify the nutritional requirements, they were selected as a source of carbon, starch and as a source of nitrogen, casein, associated with three different incubation times, and for the synthesis of coagulants by Aspergillus, in a complete factorial design 23 , with 3 central points, totaling 11 experiments. The extract with the highest coagulant ratio was characterized as to the effect of pH and temperature on enzyme activity and stability. The effect of inhibitors and metal ions on clotting activity was also evaluated, in addition to the evaluation of in vitro cytotoxicity using human fibroblasts. Most of the tested strains produced proteases in liquid medium. Aspergillus flavo furcatis DPUA 1451 was identified as a significant source of serine proteases and metalloproteases that express significant catalytic activity at pH 5.0 and 50 °C, with stability at pH 7 to 9, up to 40 °C, in 60 minutes, which demonstrates the potential use of these biocatalysts in the food industry, mainly for cheese production.FAPEAM - Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado do AmazonasCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorUniversidade Federal do AmazonasInstituto de Ciências BiológicasBrasilUFAMPrograma de Pós-Graduação em BiotecnologiaTeixeira, Maria Francisca Simashttp://lattes.cnpq.br/9290942168610438Castillo, Teresa Alarcónhttp://lattes.cnpq.br/8323151673717215Neves, Kilma Cristiane Silvahttp://lattes.cnpq.br/8447103284183216Gomes, Waldireny Rochahttp://lattes.cnpq.br/0161052060648197Prado, Fabiano Britohttp://lattes.cnpq.br/2097455423639472https://orcid.org/ 0000-0002-1334-14242022-06-07T15:20:19Z2022-02-03info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfPRADO, Fabiano Brito. Produção, otimização e caracterização de coagulantes produzidos por espécies de Aspergillus. 2022. 84 f. Tese (Doutorado em Biotecnologia) – Universidade Federal do Amazonas, Manaus (AM), 2022.https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/8912porhttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFAMinstname:Universidade Federal do Amazonas (UFAM)instacron:UFAM2022-06-08T05:03:25Zoai:https://tede.ufam.edu.br/handle/:tede/8912Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://200.129.163.131:8080/PUBhttp://200.129.163.131:8080/oai/requestddbc@ufam.edu.br||ddbc@ufam.edu.bropendoar:65922022-06-08T05:03:25Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFAM - Universidade Federal do Amazonas (UFAM)false
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