???jsp.display-item.social.title??? |
![]() ![]() |
Please use this identifier to cite or link to this item:
https://tede.ufrrj.br/jspui/handle/jspui/3511
???metadata.dc.type???: | Tese |
Title: | Produção e caracterização de lipase de Aspergillus niger obtida por fermentação no estado sólido utilizando resíduos da agroindústria |
Other Titles: | Production and characterization of Aspergillus niger lipase obtained by solid state fermentation using agroindustrial residues |
???metadata.dc.creator???: | Muruci, Lívia Nolasco Macedo ![]() |
???metadata.dc.contributor.advisor1???: | Damaso, Monica Caramez Triches |
???metadata.dc.contributor.referee1???: | Meleiro, Cristiane Hess de Azevedo |
???metadata.dc.contributor.referee2???: | Penha, Edmar das Mêrces |
???metadata.dc.contributor.referee3???: | Silva, Lucinéia Gomes da |
???metadata.dc.contributor.referee4???: | Fraga, Marcelo Elias |
???metadata.dc.description.resumo???: | As lipases constituem um importante grupo de enzimas, principalmente por apresentarem grande versatilidade de aplicações. São enzimas que além de catalisar a hidrólise de óleos e gorduras, catalisam reações inversas, como esterificação, transesterificação e interesterificação. A produção de lipases por fermentação no estado sólido (FES) tem recebido grande atenção, principalmente pela possibilidade de utilizar resíduos agroindustriais. O objetivo deste trabalho foi produzir, concentrar e caracterizar lipase de Aspergillus niger obtida por (FES), utilizando borras alcalinas e farelo de trigo. A produção da enzima foi conduzida em colunas aeradas a 32°C, por 48 horas. Primeiramente, para selecionar as variáveis que influenciavam de forma significativa a produção de lipases foi conduzido um planejamento experimental de Plackett & Burman. Foram avaliadas quatro variáveis de processo: concentração de inóculo e de indutor (borra de milho e óleo de oliva), volume de solução de sulfato de amônio e aeração. Com base nos resultados obtidos, foi realizado o delineamento fatorial completo 22 que visou melhorar a produção da enzima. Neste caso, foram estudadas duas variáveis independentes: aeração em vvm (0; 0,5; 1) e concentração de borra de milho em % p/p (0; 0,5; 1). Resultados obtidos revelaram que a maior atividade lipásica (215 U/gms) e específica (11392 U/g de proteína) foram obtidas no ensaio 4 (1,0% de borra de milho, 1,0 vvm de aeração, 60 mL de solução de sulfato de amônio e 106 esporos/g de meio). Em seguida, a produção da enzima ocorreu em condições selecionadas como ótimas, testando-se outras duas borras: girassol e canola, além da borra de milho e na ausência de indutor. Verificou-se que a maior atividade lipásica (254 U/gms) foi obtida sem o uso de borra. Portanto, a presença das borras é dispensável para a produção de lipase de A. niger, nas condições estudadas. Um estudo cinético demonstrou que a produção de lipase ocorreu associada ao crescimento fúngico, e a maior produtividade (4 U/gms.h) ocorreu em 48 horas de fermentação, na ausência de borra. Em seguida, foi realizada a concentração enzimática por precipitação com sulfato de amônio em quatro condições de saturação (40, 60, 80 e 90%), e foram observados melhores resultados com 90% de saturação. O extrato enzimático também foi concentrado por liofilização. A caracterização parcial da enzima foi realizada com amostras concentradas. A lipase apresentou atividade ótima a pH entre 3,0 e 5,6 e a temperaturas de 30 a 55°C. Apresentou perfil de termoestabilidade semelhante para as temperaturas de 30, 40 e 50oC, retendo cerca de 42% de sua atividade por até 30 horas de incubação. Embora o perfil de estabilidade ao pH também tenha sido semelhante para os valores testados, após 30 horas de incubação, as maiores atividades lipásicas residuais foram observadas em pH ácido: pH 3,0 (59%), pH 4,0 (55%) e pH 5,0 (62%). A enzima manteve 100% da atividade em 150 dias estocada a -18°C. A avaliação da especificidade sob diferentes óleos vegetais demonstrou maior atividade hidrolítica sob o óleo de coco (201 U/mL). Portanto, sugere-se que a enzima possua afinidade por ácidos graxos de cadeia média. |
Abstract: | Lipases are an important group of enzymes, mainly because of the great versatility of applications. They are enzymes that, besides catalyzing the hydrolysis of oils and fats, catalyze reverse reactions, such as esterification, transesterification and interesterification. The lipase production by solid state fermentation (SSF) has received great attention, mainly by the possibility of using agroindustrial coproducts. The aim of this work was to produce, concentrate and characterize lipase of Aspergillus niger obtained by (SSF), using alkaline soapstocks and wheat bran. The enzyme production was performed in aerated columns at 32°C for 48 hours. First, in order to select the variables that significantly influenced the production of lipases, an experimental Plackett & Burman planning was conducted. Four process variables were evaluated: inoculum and inducer concentration (corn soapstock and olive oil), volume of solution of ammonium sulfate and aeration. Based on the results obtained, a full factorial design that aimed to improve the production of the enzyme was performed. In this case, two independent variables were studied: aeration, in vvm (0, 0.5, 1) and concentration of corn soapstock % w/w (0, 0.5, 1). Results obtained showed that the highest lipase activity (215 U/gds) and specific activity (11392.1 U/g protein) were obtained in test 4 (1.0% corn soapstock, 1.0 vvm aeration, 60 mL of solution of ammonium sulfate and 106 spores/g medium. Then, the enzyme production ocurred in conditions selected as optimal and other two samples of soapstock were tested: sunflower and canola, besides corn soapstock and in the absence of inducer. It was found that the highest lipase activity (254.4 U/gds) was obtained without the use of soapstock. Therefore, its presence is dispensable for the production of lipase A. niger under the conditions studied. A kinetic study showed that the lipase production occurred associated with fungal growth and an increased productivity (4 U/gds.h) occurred in 48 hours of fermentation in the absence of soapstock. Then, the enzyme concentration was performed by precipitation with ammonium sulfate in four saturation conditions (40, 60, 80 and 90%), and it was observed that best results were obtained with 90% saturation. The enzyme extract was also concentrated by lyophilization. Partial characterization of the enzyme was carried out with concentrated samples. The lipase showed optimum activity at pH between 3.0 and 5.6 and temperatures of 30 to 55°C. It presented thermostability profile similar to the temperatures of 30, 40 and 50°C, retaining about 42% of its activity for up to 30 hours of incubation. While the pH stability profile was also similar to the values tested after 30 h of incubation, the higher residual lipase activities were observed at acidic pH: pH 3.0 (59%), pH 4.0 (55%) and pH 5.0 (62%). The enzyme retained 100% of activity in 150 days stored at -18° C. The evaluation of the specificity in different vegetable oils showed higher hydrolytic activity in coconut oil (201 U/mL). Therefore, it is suggested that the enzyme has an affinity for the medium chain fatty acids. |
Keywords: | enzima planejamento experimental borras alcalinas fungos filamentosos filamentous fungi experimental design alkaline soapstocks enzyme |
???metadata.dc.subject.cnpq???: | Ciência e Tecnologia de Alimentos |
Language: | por |
???metadata.dc.publisher.country???: | Brasil |
Publisher: | Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro |
???metadata.dc.publisher.initials???: | UFRRJ |
???metadata.dc.publisher.department???: | Instituto de Tecnologia |
???metadata.dc.publisher.program???: | Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Alimentos |
Citation: | MURUCI, Lívia Nolasco Macedo. Produção e caracterização de lipase de Aspergillus niger obtida por fermentação no estado sólido utilizando resíduos da agroindústria. 2012. 95 f. Tese (Doutorado em Ciência e Tecnologia de Alimentos) - Instituto de Tecnologia, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, 2012. |
???metadata.dc.rights???: | Acesso Aberto |
URI: | https://tede.ufrrj.br/jspui/handle/jspui/3511 |
Issue Date: | 10-Dec-2012 |
Appears in Collections: | Doutorado em Ciência e Tecnologia de Alimentos |
Files in This Item:
File | Description | Size | Format | |
---|---|---|---|---|
2012 - Lívia Nolasco Macedo Muruci.pdf | 2012 - Lívia Nolasco Macedo Muruci | 2.15 MB | Adobe PDF | ![]() Download/Open Preview |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.