Estudo da produção, caracterização e aplicação de nova fitase de Saccharomyces cerevisiae

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Ries, Edi Franciele
Data de Publicação: 2010
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/20.500.12733/1612843
Resumo: Orientador: Gabriela Alves Macedo
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spelling Estudo da produção, caracterização e aplicação de nova fitase de Saccharomyces cerevisiaeProduction, characterization and application of new phytase by Saccharomyces cerevisiaeFitaseLevedos1Ácido fíticoFermentaçãoNutrição animalPhytaseYeastsPhytateFermentationAnimal nutritionOrientador: Gabriela Alves MacedoTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de AlimentosResumo: A maior parte do fósforo em cereais e sementes é estocada na forma de fitato. Entretanto, na alimentação, o fitato é um fator antinutricional devido à sua capacidade quelante de metais e ligação com proteína, conseqüentemente impossibilitando a absorção de nutrientes e minerais importantes nutricionalmente. Apesar do fitato servir como fonte principal de energia e fósforo para a germinação de sementes, dois terços deste mineral encontra-se indisponível para animais monogástricos, de forma que rações animais são suplementadas com fosfato inorgânico, ou alternativamente, com enzimas com capacidade de hidrolisar fitatos ¿ fitases. A fitase está amplamente distribuída na natureza, é encontrada em animais, plantas e microrganismos. Considerando que fitases de leveduras sem utilização de engenharia genética ainda não são comerciais, este estudo buscou uma nova fonte de levedura potencialmente produtora de fitase termoestável para aplicação em ração animal. Saccharomyces cerevisiae (S. cerevisiae) strain zi (EU188613) foi selecionada entre 140 leveduras isoladas do solo por meio de screening com aumento gradual de temperatura até 48ºC, mantendo a capacidade de hidrólise de fitato. O aumento na produção de fitase por S. cerevisiae foi cerca de 10 vezes após otimização da composição do meio de cultivo e parâmetros de fermentação pela técnica de Desenho Experimental, comparada à produção em meio não otimizado. A enzima de S. cerevisiae apresentou características desejáveis à aplicação na elaboração de rações animais, como atividades altas em ampla faixa de pH, resistência elevada à ação de proteases, ampla especificidade por substrato e atividade ótima e estabilidade térmica em faixas mais amplas (37 ¿ 80ºC). A aplicação da nova fitase de S. cerevisiae na alimentação de carpa capim (Ctenopharyngodon idella) comprovou a eficiência da enzima pela hidrólise de ácido fítico de farelo de arroz desengordurado utilizado na elaboração da ração. As respostas metabólicas obtidas comparadas à ração controle com farelo sem tratamento enzimático e com adição de fosfato bicálcico sugerem que a ação da nova fitase na concentração de 550 FTU/Kg dispensa a suplementação com fontes externas de fósforo inorgânico. A nova fitase produzida por S. cerevisiae apresenta características bioquímicas relevantes e adicionalmente, o uso deste microrganismo é reconhecido como seguro para aplicação em alimentosAbstract: Most of the phosphorus in grains and seeds are stored in the form of phytate. However, in the diet, phytate is an anti-nutritional factor because of its capacity to chelate metals and link protein, thus preventing the absorption of nutrients and nutritionally important minerals. Although the phytate serve as the main source of energy and phosphorus for seed germination, two thirds of this mineral is unavailable to monogastric animals, so animal feeds are supplemented with inorganic phosphate, or alternatively, with enzymes capable of hydrolyzing phytate - phytases. The enzyme is widely distributed in nature, and can be found in animals, plants and microorganisms. Since phytases of yeast produced without the use of genetic engineering are yet not commercially available, this study sought a new source of yeast able to produce thermostable phytase aimed to be used in animal feed. Saccharomyces cerevisiae (S. cerevisiae) strain zi(EU188613) was selected from 140 yeasts isolated from soil by screening with a gradual increase in temperature to 48 °C, maintaining the capacity to hydrolyze phytate. Phytase production by S. cerevisiae increased about 10-fold after optimization of culture medium composition and fermentation parameters by experimental design techniques, compared to production in a non-optimized medium. The enzyme from S. cerevisiae showed desirable characteristics for application in the production of animal food as activity increases in a wide pH range, high resistance to the action of proteases, broad substrate specificity and optimum activity and thermal stability in wider ranges (37-80 ° C). The implementation of the new phytase S. cerevisiae in grass carp (Ctenopharyngodon idella) meals confirmed the efficiency of the enzyme by the hydrolysis of phytic acid in rice bran used in the food preparation. The metabolic responses obtained compared to the control diet with meal without enzyme treatment and the addition of dicalcium phosphate suggest that the effect of the new phytase at a concentration of 550 FTU / kg does not require supplementation with external sources of inorganic phosphorus. The new phytase, produced by S. cerevisiae, has relevant biochemical characteristics, furthermore the use of this microorganism in food is recognized to be safeDoutoradoDoutor em Ciência de Alimentos[s.n.]Macedo, Gabriela Alves, 1971-Sato, Helia HarumiAlegre, Ranulfo MonteSilva, Leila Picolli daPolizeli, Maria de Lourdes Teixeira de MoraesUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia de AlimentosPrograma de Pós-Graduação em Ciência de AlimentosUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASRies, Edi Franciele2010info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf130 p. : il.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1612843RIES, Edi Franciele. 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