doctoralThesis
Produção e aplicação de lipases obtidas de Aspergillus seção Terrei utilizando resíduo hidrolisado proteico de peixe como substrato
Autor
FARIAS, Cyndy Mary de Mello
Institución
Resumen
Espécies de Aspergillus vem sendo objeto de estudos devido à capacidade de produzir lipases, aumentando sua aplicabilidade em escala industrial. Os objetivos deste trabalho foram detectar e produzir lipases utilizando como substratos Hidrolisado Proteico de Peixe, por culturas de Aspergillus seção Terrei mantidas na Micoteca URM; autenticar por taxonomia clássica e molecular as culturas de Aspergillus seção Terrei da Micoteca URM; selecionar o melhor produtor, verificar as melhores condições de produção da enzima; determinar o efeito e a estabilidade das lipases ao pH, temperatura, solventes orgânicos, inibidores e íons metálicos; Otimizar as etapas de aplicação da lipase no tratamento de efluente de laticínios. Foram realizadas a reativação e autenticação das culturas através das características morfofisiológicas. A seleção do melhor produtor foi realizada por fermentação submersa, utilizando hidrolisado de peixe como substrato. Das 28 culturas preservadas sob óleo mineral, todas foram analisadas com perfil morfológico, sendo confirmadas como espécies pré-descritas pela abordagem molecular, 21 culturas foram identificadas como da espécie Aspergillus terreus. O estudo de produção foi dirigido utilizando Planejamento Estatístico do tipo Plackett-Burman, o qual foram analisadas 10 variáveis, sendo concentração do hidrolisado proteico de peixe e extrato de levedura as únicas que influenciaram na produção da enzima. Os valores ótimos de produção foram: concentração do hidrolisado proteico de peixe (10% v/v), extrato de levedura (0,2 p/v), tempo de fermentação (120 h), rotação (150 rpm), pH 7,5 a 30 ºC. O extrato enzimático bruto, após a etapa de otimização de produção, foi submetido a testes de caracterização enzimática, cujo foi demonstrado a estabilidade da enzima frente uma grade faixa de pH, a solventes orgânicos, íons metálicos e não teve sua atividade comprometida pela maioria dos inibidores. Posteriormente, foi realizada a etapa de pré-purificação do extrato bruto afim de diminuir os contaminantes presentes, através da precipitação com sulfato de amônio e diálise. Com isso, foi realizada a etapa de aplicação da enzima, no estado bruto e pré-tratado, mostrado eficácia no processo quando utilizado o extrato enzimático bruto. Isso mostra a viabilidade da aplicação da enzima em etapas que não necessitam de sua purificação, diminuindo o custo final do processo de tratamento do efluente para uma escala industrial. FACEPE Aspergillus species have been studied because of the ability to produce lipases, increasing their applicability on an industrial scale. The objectives of this work were to detect and to produce lipases using Fish Protein Hydrolyzate substrates, by cultures of Aspergillus Terrei section kept in the URM Micoteca; authenticate by classical and molecular taxonomy the cultures of Aspergillus Terrei section of the URM Micoteca; select the best producer, check the best production conditions of the enzyme; determine the effect and stability of lipases at pH, temperature, organic solvents, inhibitors and metal ions; Optimize the steps of lipase application in the treatment of dairy effluent. The reactivation and authentication of the cultures through the morphophysiological characteristics were performed. The selection of the best producer was performed by submerged fermentation using fish hydrolyzate as substrate. Of the 28 cultures preserved under mineral oil, all were analyzed with morphological profile, being confirmed as species pre-described by the molecular approach, 21 cultures were identified as of the species Aspergillus terreus. The production study was conducted using Plackett-Burman Statistical Planning, which analyzed 10 variables, being the concentration of fish protein hydrolyzate and yeast extract the only ones that influenced the production of the enzyme. The optimal production values were: fish protein hydrolyzate concentration (10% v / v), yeast extract (0.2 p / v), fermentation time (120 h), rotation (150 rpm), pH 7, 5 to 30 ° C. The crude enzymatic extract, after the production optimization stage, was submitted to enzymatic characterization tests, which demonstrated the stability of the enzyme against a high pH range, to organic solvents, metallic ions and was not affected by the majority of inhibitors. Subsequently, the pre-purification step of the crude extract was carried out in order to reduce the contaminants present, through precipitation with ammonium sulfate and dialysis. With this, the step of applying the enzyme, in the raw and pre-treated state, was shown to be effective in the process when the crude enzyme extract was used. This shows the feasibility of applying the enzyme in steps that do not require its purification, reducing the final cost of the effluent treatment process to an industrial scale.