Produção, purificação e identificação de Mananase, obtida por fermentação no estado sólido utilizando cascas de soja e Aspergillus Niger

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Weingartner, Valesca
Data de Publicação: 2010
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPR
Texto Completo: https://hdl.handle.net/1884/25669
Resumo: Orientadora: Profa. Dra. Luciana Porto Souza Vandenberghe
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spelling Spier, Michele Rigon, 1977-Soccol, Carlos Ricardo, 1953-Universidade Federal do Paraná. Setor de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Bioprocessos e BiotecnologiaVandenberghe, Luciana Porto de Souza, 1968-Weingartner, Valesca2024-04-15T19:03:15Z2024-04-15T19:03:15Z2010https://hdl.handle.net/1884/25669Orientadora: Profa. Dra. Luciana Porto Souza VandenbergheCoorientadores : Prof. Dr.Carlos Ricardo Soccol e Profa. Dra. Michele Rigon SpierDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Processos Biotecnológicos. Defesa: Curitiba, 01/10/2010Bibliografia: fls. 146-158Área de concentração: Agroindústria e BiocombustíveisResumo: As mananases sao enzimas que clivam as cadeias de mananas, presentes na fracao hemicelulosica da parede celular vegetal. Produzidas comercialmente por fermentacao submersa (FSm), as mananases possuem aplicacoes em diversas industrias: bebidas e alimentos, papel e celulose, textil, sabao e detergentes, racao animal, entre outros. A tecnica de fermentacao no estado solido (FES) apresenta inumeras vantagens sob a FSm, principalmente de ordem economica, uma vez que e possivel utilizar residuos ou sub-produtos da agro-industria como suporte/substrato para que o processo ocorra. Os principais objetivos deste trabalho foram produzir mananase atraves da FES com residuos agroindustriais, dentre eles, cascas de cafe e cascas de soja, e purificar a enzima obtida. Para tanto, foi realizada uma selecao de diversas linhagens microbianas quanto a producao de mananase, onde duas cepas de microrganismos do genero Trichoderma sp., uma cepa de Streptomyces sp. e doze cepas de Aspergillus niger, provenientes da Colecao de Culturas do Laboratorio de Processos Biotecnologicos, foram testadas. Com tempo de incubacao de 144 horas, a 28 ‹C, Aspergillus niger LPB-28 foi a linhagem escolhida para fermentar casca de soja na obtencao da mananase. O processo fermentativo foi otimizado em biorreatores de escala laboratorial (frascos de Erlenmeyer e colunas com aeracao forcada). Os melhores rendimentos de mananase (media de 182 U g-1) foram obtidos com 96 horas de fermentacao a 28 ‹C em frascos de Erlenmeyer (aeracao por difusao), com 70% de umidade inicial e solucao nutritiva composta por ureia (0,7 g/L) e sulfato de manganes (1,0 g/L). O extrato bruto enzimatico apresentou tambem significativa atividade de xilanase (942 U g-1). A mananase obtida do extrato bruto se mostrou mais estavel a 60 ‹C e pH 4,0, sendo inibida por todos os ions metalicos testados (Ca2+, Mg2+, Fe2+, Cu2+, Mn2+, Co2+, e Zn2+). No periodo estudado de 720 horas, a atividade mananolitica resistiu sem perdas significativas em todas as condicoes de armazenamento (25, 4, -20 e -80 ‹C). O processo de liofilizacao influenciou positivamente na mananase concentrando sua atividade ate 6140 U g-1. O Km avaliado foi de 5,25 mg mL-1 e a Vmax = 25 ƒÊmol min-1. A mananase produzida foi purificada por tecnicas de ultrafiltracao e cromatografia de troca ionica, e identificada como endo-ƒÀ-1,4-mananase, pertencente a familia 5 das enzimas classificadas como glicosil-hidrolases. A massa molecular estimada para a endo-ƒÀ-1,4-mananase foi de 41,2 kDa.Abstract: Mannanases are enzymes that clivage mannans backbones, which are found at the hemicellulosic portion on vegetal cell walls. Comercially produced by submerged fermentation (SmF), the mannanases has applications in severall industries: beverage and foods, pulp and paper, textile, soap and detergents, animal feed, etc. The solid-state fermentation (SSF) technique offers several advantages, principally of economic order, under SmF, once that is possible employ agro-industrial residues as support/substrate, at the process. The main objectives of this research were produce mannanase using the SSF with agro-industrial residues, into coffee and soybean husks, and purify the enzyme obtained. For both, was realized a screen of several microrganisms about their capability of mannanase production. Two strains of genera Trichoderma sp., one strain of Streptomyces sp. and twelve strains of Aspergillus niger, from Culture Collection of Biotechnological Process Laboratory, were available. At 28 °C in 144 hours of incubation Aspergillus niger LPB-28 was the strain choices to ferment the soy bean husks for mannanase synthesis. The fermentative process was optimized in laboratorial scale bioreactors (Erlenmeyer flasks and glass columns with forced air). The mannanase media activity reached at 182 U g-1 in 96 hours of fermentation at 28 °C, using Erlenmeyer flasks (difusion aeration), with 70% initial moisture and nutritive solution composed by urea (0.7 g/L) and manganese sulphate (1.0 g/L). The crude enzymatic extract also shows considerable xylanase activity (942 U g-1). The mannanase obtained from the crude extract was more stable at 60 °C and pH 4.0, being inhibited by all metal ions tested (Ca2+, Mg2+, Fe2+, Cu2+, Mn2+, Co2+, e Zn2+). At the studied period of 720 hours, the mannanolytic activity resisted without significant losts in ever storage conditions available (25, 4, -20 and -80 °C). The lyophilization process influenced positively in mannanase concentration, which activity reached 6140 U g-1. The Km available was of 5.25 mg mL-1 and the Vmax = 25 ìmol min-1. The mannanase produced was successfully purified by ultrafiltration and ionic exchange chromatography techniques, and identified as endo-â-1,4-mannanase, from 5 glycosil-hidrolase family. The approximated molecular mass to endo-â-1,4-mananase was 41,2 kDa.115f. : il., tabs.application/pdfDisponível em formato digitalFermentaçãoEnzimas - Aplicações industriaisSoja - BiotecnologiaTecnologia químicaProdução, purificação e identificação de Mananase, obtida por fermentação no estado sólido utilizando cascas de soja e Aspergillus Nigerinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da UFPRinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALDISSERTACAO VERSAO FINAL VALESCA WEINGARTNER.pdfapplication/pdf2521991https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/25669/1/DISSERTACAO%20VERSAO%20FINAL%20VALESCA%20WEINGARTNER.pdfe653fcb6d7ac067ac91f5b4817a720d3MD51open accessTEXTDISSERTACAO VERSAO FINAL VALESCA WEINGARTNER.pdf.txtExtracted Texttext/plain287492https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/25669/2/DISSERTACAO%20VERSAO%20FINAL%20VALESCA%20WEINGARTNER.pdf.txt14b7a04639a339bf1f024c6534dac4edMD52open accessTHUMBNAILDISSERTACAO VERSAO FINAL VALESCA WEINGARTNER.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1171https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/25669/3/DISSERTACAO%20VERSAO%20FINAL%20VALESCA%20WEINGARTNER.pdf.jpgba31edb41a74f0947557996fa7969a20MD53open access1884/256692024-04-15 16:03:15.663open accessoai:acervodigital.ufpr.br:1884/25669Repositório de PublicaçõesPUBhttp://acervodigital.ufpr.br/oai/requestopendoar:3082024-04-15T19:03:15Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false
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