L-asparaginase is an enzyme of pharmaceutical interest and the food industry with several uses, highlighting the use of non-treatment of acute lymphoblastic leukemia (ALL) and the containment of acrylamide present in processed foods at high temperatures. Although commercial L-asparaginase is currently of bacterial origin, there is interest in promising new microorganisms capable of producing it by solid state fermentation (FES). In this work we investigated the production of L-asparaginase by FES evaluating different inert media, fungi and nutrient sources in two types of bioreactors (static and rotary). In the selection of the microorganisms, five yeasts (Pichia guilliermondii, Candida sake, Candida globosa, Cryptococcus victori and Leucosporidium scotti) and three filamentous fungi (Penicillium sp., LAMAI-505, Fusarium sp. and Monilia sitophila). Regarding the inert solid supports, the ceramic fiber, the polyurethane foam and the glass wool were evaluated. Regarding the source of nutrients, the use of glucose, L-asparagine, glycerol and a nutrient solution from the Tenébrio molitor were investigated. As regards the choice of the micro-organism, Penicillium sp. LAMAI-505 was selected for being efficient in the production of L-asparaginase and being classified as GRAS (generally recognized as safe) by the FDA (American Food and Drug Administration), so it is widely applied in the food industry and in use for production of medicines. As regards the inert medium, it was observed that the selected fungus presented better adaptation in the inert solid support of ceramic fiber to obtain L-asparaginase, where the use of glucose (10 g/L) and L-asparagine (1 g/L) as nutrient source reached activity of 1591.7 U/kg of solid support. Although the use of thermocycler (5 g/100 ml) together with the use of glycerol (1 g) was a complex biomass, it enabled the production of L-asparaginase (596.7 U/kg support solid). The application of glycerol and solution of Tenébrio molitor was carried out in two ways: a) glycerol applied directly to the solid inert support, under optimized conditions of pH (1,2), concentration of nutrient source (7.5 g of glycerol and 15 g/100 ml of Tenébrio molitor) and time (48 hours) reached activity of 3391.7 U/kg; b) glycerol applied directly to the nutrient solution under optimized conditions of pH (1,2), concentration of the nutrient source (15 g/L glycerol and 10 g/100 mL of Tenébrio molitor) and time (48 hours) , reached activity of 2666.7 U/kg of solid support. In this way, it was chosen to use in FES with solid inert support the glycerol applied directly to the nutrient solution, due to the great economy added materials, being used in the rotary bioreactor (maintained at 5 rpm), which in optimized condition obtained L activity -asparaginase of 2758.3 U/kg of solid support.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorDissertação (Mestrado)A L-asparaginase é uma enzima de interesse farmacêutico e da indústria de alimentos com diversos usos, com destaque o uso no tratamento de leucemia linfoblástica aguda (LLA) e na contenção de acrilamida presente em alimentos processados em elevadas temperaturas. Embora atualmente a L-asparaginase comercial seja de origem bacteriana, há o interesse em novos microrganismos promissores capazes de produzi-la através de fermentação em estado sólido (FES). Neste trabalho foi investigado a produção de L-asparaginase por FES avaliando diferentes meios inertes, fungos e fontes de nutrientes em dois tipos de biorreatores (estático e rotativo). Na seleção dos microrganismos, foram testadas cinco leveduras (Pichia guilliermondii, Candida sake, Candida globosa, Cryptococcus victori e Leucosporidium scotti) e três fungos filamentosos (Penicillium sp. LAMAI-505, Fusarium sp. e o Monilia sitophila). Referente aos suportes sólidos inertes, foram avaliados a fibra cerâmica, a espuma de poliuretana e a lã de vidro. Com relação a fonte de nutrientes, foram investigados o uso de glicose, L-asparagina, glicerol e uma solução nutritiva oriunda do Tenébrio molitor. No que diz respeito a escolha do microrganismo, o Penicillium sp. LAMAI-505 foi selecionado por ser eficiente na produção de L-asparaginase e por ser classificado como GRAS (geralmente reconhecido como seguro) pela FDA (administração americana de comidas e drogas), por isso é amplamente aplicado na indústria alimentícia e no uso para produção de medicamentos. No que se refere ao meio inerte, foi observado que o fungo escolhido apresentou melhor adaptação no suporte sólido inerte de fibra cerâmica para obtenção de L-asparaginase, onde o uso de glicose (10 g/L) e L-asparagina (1 g/L) como fonte nutritiva atingiu atividade de 1591,7 U/kg de suporte sólido. Apesar do uso de Ténebrio molitor (5 g/100 mL) juntamente com o uso de glicerol (1 g) se tratar de uma biomassa complexa, possibilitou a produção de Lasparaginase (596,7 U/kg de suporte sólido). A aplicação de glicerol e de solução de Ténebrio molitor foram realizadas de duas maneiras: a) glicerol aplicado diretamente no suporte sólido inerte, sendo que em condições otimizadas de pH (1,2), concentração da fonte nutritiva (7,5 g de glicerol e 15 g/100 mL de Tenébrio molitor) e tempo (48 horas) atingiu atividade de 3391,7 U/kg; b) glicerol aplicado diretamente na solução nutritiva nas condições otimizadas de pH (1,2), concentração da fonte nutritiva (15 g/L de glicerol e 10 g/100 mL de Tenébrio molitor) e tempo (48 horas), atingiu atividade de 2666,7 U/kg de suporte sólido. Desta forma, optou-se por utilizar na FES com suporte sólido inerte o glicerol aplicado diretamente na solução nutritiva, devido a grande economia materiais adicionadas, sendo esta usada no biorreator rotativo (mantido a 5 rpm), que em condição otimizada obteve atividade de L-asparaginase de 2758,3 U/kg de suporte sólido.2024-02-21