Desenvolvimento de processos de produção de fruto-oligossacarídeos em reator enzimático utilizando enzimas com atividade de transfrutosilação imobilizadas

Autor: OLIVEIRA, Rodrigo Lira de
Přispěvatelé: PORTO, Tatiana Souza, PESSOA JUNIOR, Adalberto, SPIER, Michele Rigon, BEZERRA, Ranilson de Souza, CORREIA, Maria Tereza dos Santos
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2020
Předmět:
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRPE
Universidade Federal Rural de Pernambuco (UFRPE)
instacron:UFRPE
Popis: Submitted by (lucia.rodrigues@ufrpe.br) on 2022-12-23T14:45:14Z No. of bitstreams: 1 Rodrigo Lira de Oliveira.pdf: 2541984 bytes, checksum: ca8f67840aa229a6b02ee98f52e12df0 (MD5) Made available in DSpace on 2022-12-23T14:45:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rodrigo Lira de Oliveira.pdf: 2541984 bytes, checksum: ca8f67840aa229a6b02ee98f52e12df0 (MD5) Previous issue date: 2020-05-11 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq Fructooligosaccharides (FOS) correspond to an important class of prebiotics that present several beneficial effects to the consumer and technological properties suitable for application in different food products. In view of this, the present work aimed to develop a production process for fructo-oligosaccharides using FOS-forming enzymes in their immobilized form. First, different strains producing β-fructofuranosidase (FFase) by Solid State Fermentation (SSF) were investigated, with the best production observed by the Aspergillus tamarii strain URM4634 using soy bran as a substrate (UH = 209.1 U mL-1 and UTF = 53.9 U mL-1). The enzyme was biochemically characterized and evaluated in relation to its kinetic and thermodynamic parameters, it was found that in fact the enzyme was a phase with transfructosylating activity, being thermostable at temperatures commonly used in the production of FOS (50°C). Studies involving the immobilization of commercial preparation Pectinex Ultra SP-L with transfructosylating activity (UH = 378.0 U mL-1 and UTF = 301.7 U mL-1) were also carried out in chitosan (CS) and in Fe3O4–chitosan-magnetic nanoparticles (MNPs-CS). The different immobilization techniques proved to be effective, with immobilization yields of 95.9% and 94.8%, in CS and MNP-CS, respectively. Both methods of immobilization conferred greater thermostability to the enzyme, as can be observed by the kinetic and thermodynamic parameters. Both immobilized forms of the enzyme showed good reuse capacity and are stable to storage. FOS production was carried out by enzymes immobilized on both supports, the best results being obtained by the preparation immobilized in MNP-CS (101.56 g L-1) by a batch process compared to immobilized in CS via continuous process in an enzymatic bed reactor packaged (25.73 g L-1). Based on the results obtained, it can be concluded that two immobilized biocatalysts were developed with proven application in production and FOS using the commercial enzyme Pectinex Ultra SP-L and another with promising results for industrial applications, mainly for inverted sugar production, involving the FFase from A. tamarii immobilized by covalent bond in chitosan. Fruto-oligossacarídeos (FOS) correspondem a uma importante classe de prebióticos que apresentam diversos efeitos benéficos ao consumidor e propriedades tecnológicas adequadas para aplicação em diversos produtos alimentícios. Diante disso, o presente trabalho teve como objetivo desenvolver processo de produção de fruto-oligossacarídeos utilizando enzimas formadoras de FOS em sua forma imobilizada. Primeiramente, foram investigadas diferentes linhagens produtoras de β-frutofuranosidase (FFase) por Fermentação em Estado Sólido (FES), sendo a melhor produção observada pela linhagem Aspergillus tamarii URM4634 utilizando farelo de soja como substrato (UH = 209,1 U mL-1 e UTF = 53,9 U mL-1). A enzima foi caracterizada bioquimicamente e avaliada em relação a seus parâmetros cinéticos e termodinâmicos, verificou-se que de fato a enzima se tratava de uma FFase com atividade de transfrutosilação sendo termoestável em temperaturas comumente empregadas na produção de FOS (50°C). Também foram realizados estudos envolvendo a imobilização preparação comercial com atividade de transfrutosilação Pectinex Ultra SP-L (UH = 378,0 U mL-1 e UTF = 301,7 U mL-1) em quitosana (CS) e em nanopartículas magnéticas recobertas com quitosana (MNPs-CS). As diferentes técnicas de imobilização mostraram-se efetivas, apresentando elevados rendimentos de imobilização de 95,9% e 94,8%, em CS e MNP-CS, respectivamente. Ambos os métodos de imobilização conferiram maior termoestabilidade à enzima, conforme pode ser observado pelos parâmetros cinéticos e termodinâmicos. Ambas as formas imobilizadas da enzima se apresentaram boa capacidade de reutilização e estáveis ao armazenamento. Foram realizadas a produção de FOS pelas enzimas imobilizadas em ambos os suportes, sendo os melhores resultados obtidos pela preparação imobilizada em MNP-CS (101.56 g L-1) por processo descontínuo em relação a imobilizada em CS via processo contínuo em reator enzimático de leito empacotado (25.73 g L-1). Com base nos resultados obtidos pode se concluir que foram desenvolvidos dois biocatalisadores imobilizados com comprovada aplicação na produção e FOS utilizando a enzima comercial Pectinex Ultra SP-L e outro com resultados promissores para aplicações industriais, principalmente para produção de açúcar invertido, envolvendo a FFase de A. tamarii imobilizada por ligação covalente em quitosana.
Databáze: OpenAIRE
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