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https://bdtd.unifal-mg.edu.br:8443/handle/tede/1932
Tipo do documento: | Dissertação |
Título: | Imobilização da enzima frutosiltransferase extracelular de Aspergillus oryzae IPT-301 em sílica gel pura e funcionalizada para produção de frutooligossacarídeos |
Título(s) alternativo(s): | Immobilization of the extracellular fructosyltransperase enzyme from Aspergillus oryzae IPT-301 pure and functionalized silica gel for the production of fructooligosaccharides |
Autor: | PRADO, José Pedro Zanetti |
Primeiro orientador: | PERNA, Rafael Firmani |
Primeiro coorientador: | MAIORANO, Alfredo Eduardo |
Primeiro membro da banca: | Soares, Cleide Mara Faria |
Segundo membro da banca: | VILLALBA MORALES, Sergio Andres |
Resumo: | Frutooligossacarídeos (FOS) são açúcares prebióticos de baixa caloria, não cariogênicos, podendo ser consumidos por diabéticos e, por não serem hidrolisados pelas enzimas gastrointestinais, promovem a seletividade das bactérias probióticas na microbiota intestinal, auxiliando na eliminação de microrganismos patogênicos e na prevenção do câncer de cólon. São comercialmente produzidos por enzimas microbianas como a frutosiltransferase (FTase, E.C.2.4.1.9) utilizando a sacarose como substrato. A imobilização destas enzimas em suportes porosos, permite aumentar a estabilidade enzimática, reutilizar o biocatalisador e proteger a enzima de condições adversas do meio reacional. Diante disso, este trabalho teve como objetivo imobilizar, por adsorção física e ligação covalente, a FTase extracelular de Aspergillus oryzae IPT-301 em sílica gel, pura (sem tratamento) e funcionalizada com glutaraldeído, visando obter um biocatalisador heterogêneo ativo e estável para a produção de FOS. Avaliou-se as estabilidades térmica, frente ao pH de incubação, operacional e de armazenamento da enzima imobilizada, bem como os perfis cinéticos do biocatalisador. As melhores condições obtidas para a imobilização de FTase em sílica gel pura (35 ºC, pH 5,5 e 175 rpm) e em sílica gel funcionalizada com glutaraldeído foram empregadas para se determinar o rendimento de imobilização (RI) e a atividade recuperada (AR). Para a FTase imobilizada em sílica gel pura, alcançou- se valores de RI e AR iguais a 13 % e 10 %, respectivamente, ao passo que, para a enzima imobilizada no suporte funcionalizado, foram obtidos RI de 38 % e AR de 7,5 %. A enzima imobilizada em ambos os suportes apresentou comportamento cinético descrito pelo modelo corporativo de Hill, cujos maiores valores de atividade foram obtidos para uma faixa de concentração de substrato compreendida entre 400 g L-1 e 600 g L-1. A FTase imobilizada em sílica gel funcionalizada mostrou maior capacidade de reutilização ao longo de 8 ciclos reacionais consecutivos, além de exibir maiores estabilidades térmica, de armazenamento e frente ao pH em relação ao biocatalisador adsorvido no suporte puro. Os resultados obtidos sugerem um alto potencial de aplicação da sílica gel funcionalizada como suporte de imobilização de FTase para a produção de FOS. |
Abstract: | Fructooligosaccharides (FOS) are low-calorie, non-cariogenic prebiotic sugars that can be consumed by diabetics and, as they are not hydrolyzed by gastrointestinal enzymes, they promote the selectivity of probiotic bacteria in the intestinal microbiota, helping to eliminate pathogenic microorganisms and prevent cancer of colon. They are commercially produced by microbial enzymes such as fructosyltransferase (FTase, E.C.2.4.1.9) using sucrose as substrate. The immobilization of these enzymes on porous supports, allows to increase the enzymatic stability, to reuse the biocatalyst and to protect the enzyme from adverse conditions of the reaction medium. Therefore, this work aimed to immobilize, by physical adsorption and covalent bonding, the extracellular FTase of Aspergillus oryzae IPT-301 on silica gel, pure (untreated) and functionalized with glutaraldehyde, in order to obtain an active and stable heterogeneous biocatalyst for FOS production. The thermal stability, against the incubation, operational and storage pH of the immobilized enzyme, as well as the kinetic profiles of the biocatalyst, were evaluated. The best conditions obtained for the immobilization of FTase on pure silica gel (35 ºC, pH 5.5 and 175 rpm) and on silica gel functionalized with glutaraldehyde were used to determine the immobilization yield (RI) and the recovered activity (AR). For the FTase immobilized on pure silica gel, RI and AR values equal to 13% and 10%, respectively, were reached, while for the enzyme immobilized on the functionalized support, an RI of 38% and an AR of 7, were obtained. 5%. The enzyme immobilized on both supports showed kinetic behavior described by the Hill corporate model, whose highest activity values were obtained for a substrate concentration range between 400 g L-1 and 600 g L-1. FTase immobilized on functionalized silica gel showed greater reuse capacity over 8 consecutive reaction cycles, in addition to exhibiting greater thermal, storage and pH stability compared to the biocatalyst adsorbed on the pure support. The results obtained suggest a high potential for the application of functionalized silica gel as an FTase immobilization support for the production of FOS. |
Palavras-chave: | Aspergillus oryzae. Sílica gel. Glutaral. |
Área(s) do CNPq: | ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Instituição: | Universidade Federal de Alfenas |
Sigla da instituição: | UNIFAL-MG |
Departamento: | Instituto de Ciência e Tecnologia |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química |
Citação: | PRADO, José Pedro Zanetti. Imobilização da enzima frutosiltransferase extracelular de Aspergillus oryzae IPT-301 em sílica gel pura e funcionalizada para produção de frutooligossacarídeos. 2021. 104 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Alfenas, Poços de Caldas, MG, 2021. |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
Endereço da licença: | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ |
URI: | https://bdtd.unifal-mg.edu.br:8443/handle/tede/1932 |
Data de defesa: | 7-Out-2021 |
Aparece nas coleções: | Mestrado |
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