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???metadata.dc.type???: Dissertação
Title: Caracterização e aplicação de borras do refino de óleos vegetais para produção de lipase fúngica por fermentação no estado sólido: UFRRJ, RJ.
Other Titles: Characterization and application of soapstock from the refining of vegetable oils for fungal lipase production by solid-state fermentation
???metadata.dc.creator???: Santos, Regiane Ribeiro dos 
???metadata.dc.contributor.advisor1???: Santos, Lucielen Oliveira dos
First advisor-co: Damaso, Mônica Caramez Triches
???metadata.dc.contributor.referee1???: Luckese, Rosa Helena
???metadata.dc.contributor.referee2???: Gottschalk, Leda Maria Fortes
???metadata.dc.description.resumo???: As lipases são enzimas que catalisam a hidrólise da ligação éster do triacilglicerol em uma interface óleo-água, enquanto em ambientes com pouca quantidade de água catalisam reações reversas (esterificação, transesterificação e interesterificação), podendo ser produzidas por fermentação no estado sólido (FES), processo que possibilita agregar valor a resíduos agroindustriais, como as borras de refino de óleo. A produção através de FES tem provado ser uma maneira eficiente de produzir enzimas, por fungos filamentosos, uma vez que fornece aos micro-organismos condições ambientais semelhantes ao seu habitat natural. O objetivo deste trabalho foi caracterizar e aplicar as borras de canola, milho e girassol como indutores na produção de lipase fúngica através da FES. As borras, foram caracterizadas quanto ao conteúdo de minerais, cinzas, umidade, óleo neutro, teor de sabão, pH e perfil em ácidos graxos e posteriormente foram testadas para a produção da enzima. A lipase foi produzida em colunas aeradas em banho com circulação de ar a 32°C por 72 h utilizando como suporte/matéria-prima o coproduto agroindustrial farelo de trigo. O micro-organismo utilizado foi o mutante Aspergillus niger 11T53A14. Para selecionar o melhor indutor e identificar as variáveis que influenciam no processo, foi aplicado o delineamento fatorial fracionado (DFF) 24-1, sendo as variáveis estudadas: concentração de nitrogênio, volume de solução de sulfato de amônio (VSSA), concentração de inóculo e concentração do indutor. Com as mesmas variáveis (exceto pela concentração de indutor), foi realizado um delineamento fatorial completo (DFC) 23 a fim de verificar a produção da enzima sem a presença do indutor. Baseado nos resultados obtidos nos experimentos utilizados, DFF e DFC, foi realizado um delineamento central composto rotacional (DCCR) 22, com as variáveis estatisticamente significativas. Os extratos enzimáticos produzidos foram analisados em termos de atividade lipásica, atividade proteásica e proteína extracelular total. Os resultados revelaram que as borras apresentaram alto teor de íons sódio, grande quantidade de ácidos graxos linoléico, oléico, esteárico e palmítico, pH básico próximo a 8 e de 30-50% de umidade, 30-45% de sabão e 15-25% de óleo neutro. Dentre as borras testadas, a borra de girassol se destacou na maioria dos ensaios do DFF, proporcionando o maior valor de atividade lipásica (201,81 U/gms) no ensaio 8 (0,5% de nitrogênio presente em 80 mL de solução de sulfato de amônio, 108 esporos/gm e 3,0% de borra de girassol). Esse resultado foi comparado, através do Teste de Tukey, com a atividade da lipase (182,35 U/gms) produzida sem a presença de indutor, no DFC, revelando que houve diferença significativa (p< 0,05) entre as amostras. As variáveis: VSSA, concentração de nitrogênio e de inóculo influenciaram significativamente (p< 0,1) na atividade e, portanto, foram utilizadas no DCCR. No entanto, a tentativa de otimização através desse planejamento não foi alcançada com os valores selecionados. Contudo, as borras se mostraram promissoras como indutoras para produção de lipase, tendo a borra de girassol se destacado como melhor indutor, justificado pelos resultados encontrados nas análises físico-químicas de caracterização. A produção de lipase com resultados satisfatórios também foi possível independente da adição do indutor lipídico, mas o uso deste elevou a atividade enzimática.
Abstract: Lipases are enzymes that catalyze the hydrolysis of the ester linkage in a triacylglycerol oilwater interface, while in environments non- aqueous, in organic solvents, catalyze reverse reactions (esterification, transesterification and interesterification), can be produced by solid state fermentation (SSF), process that possible to add value to agro-industrial residues such as soapstock to oil refining. The production by SSF has proven to be an efficient way to produce enzymes, especially filamentous fungi, since it provides the microorganism environmental conditions similar to their natural habitat. The objective of this study was to characterize and apply the soapstock of canola, corn and sunflower to induce the production of fungal lipase by SSF. The soapstock were analyzed for mineral content, ash, moisture, neutral oil, soap content, pH and fatty acid profile and subsequently tested for the production of the enzyme. The lipase was produced in columns aerated in bath with air circulation at 32°C for 72 h using as support/feedstock co-product of agro-industrial wheat bran.The microorganism used was the mutant Aspergillus niger 11T53A14. To select the best inductor and identify the variables that influence the process was applied the fractional factorial design 24-1, the variables being studied: nitrogen concentration, volume of solution of ammonium sulfate (VSAS), the concentration of inoculum and concentration of the inducer. With the same variables, except the concentration of the inducer, was applied a full factorial design 23 to verify the production of the enzyme without the presence of inducer. Based on the results obtained in the designs using, was made a central composite rotatable design (CCRD) 22 with the statistically significant variables. The enzymatic extracts obtained were analyzed in terms of lipase activity, protease activity and extracellular protein. The results showed that the soapstock had a high content of sodium ions, a large amount of fatty acids linoleic, oleic, stearic and palmitic acid, alkaline pH about 8 and its components are in the range of 30-50% moisture, 30-45% of soap and 15-25% of neutral oil. Among the soapstock tested, sunflower soapstock stood out in most trials of the fractional factorial design, reaching the highest value of lipase activity (201.81 U/gds) in test 8 (0.5% nitrogen in 80 mL of ammonium sulfate, 108 spores/gmedium, and 3.0 % sunflower soapstock). This result was compared, by Tukey Test, with lipase activity (182.35 U/gds) produced in the absence of inducer, presenting a significant difference (p< 0.05) between the samples. The variables fractional factorial design: VSAS, nitrogen and inoculums concentration, had significant influence (p <0.1) on enzyme activity and, therefore, were selected for the CCRD. However, the attempt at optimization was not achieved with the selected values. Nevertheless, the soapstocks shown promise as inducers for lipase production when compared with previous studies and the sunflower soapstock was the best inducer, which can be justified by the results of physico-chemical characterization. The production of lipase with satisfactory results it was also possible in the absence of lipid inducer, but use of this increased enzyme activity.
Keywords: Aspergillus niger
enzima
planejamento experimental
colunas aeradas
Aspergillus niger
enzyme
experimental design
aerated columns
???metadata.dc.subject.cnpq???: Ciências Agrárias
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: SANTOS, Regiane Ribeiro dos. Caracterização e aplicação de borras do refino de óleos vegetais para produção de lipase fúngica por fermentação no estado sólido: UFRRJ, RJ. 2012. 83 f. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Alimentos) - Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica.
???metadata.dc.rights???: Acesso Aberto
URI: https://tede.ufrrj.br/jspui/handle/jspui/3623
Issue Date: 27-Feb-2012
Appears in Collections:Mestrado em Ciência e Tecnologia de Alimentos

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