00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) IQB - Instituto de Química e Biotecnologia Dissertações e Teses defendidas na UFAL - IQB
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Tipo: Tese
Título: Produção de enzima alginase a partir de fungos filamentosos e algas marinhas marrons (Sargassum)
Autor(es): Silva, Margarete Cabral dos Santos
Primeiro Orientador: Tonholo, Josealdo
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Silva, Carlos Eduardo de Farias
metadata.dc.contributor.referee1: Soletti, João Inácio
metadata.dc.contributor.referee2: Ribeiro Júnior, Karlos Antônio Lisboa
metadata.dc.contributor.referee3: Almeida, Renata Maria Rosas Garcia
metadata.dc.contributor.referee4: Abud, Ana Karla de Souza
Resumo: Este trabalho apresenta o estudo por fermentação semi-sólida utilizando fungo filamentoso da produção de alginase utilizando macroalga marrom como substrato. A macroalga escolhida foi a do gênero Sargassum, e das cepas fúngicas testadas, o fungo Cunninghamella echinulata mostrou-se mais adequado para a otimização da fermentação. Todas as fermentações ocorreram em frascos vítreos utilizando-se 3g de biomassa macroalgal em temperatura de 30ºC, com extrato enzimático obtido em tampão tris-HCl 50 mM pH 7,2-7,5 através de agitação (150 rpm por 30 min), seguida por filtração e centrifugação (3000 rpm por 15 min) para separar a parte sólida do extrato. A solução nutriente (SN) umidificadora foi composta pela seguinte composição: uréia (0,30 g/L), peptona (0,75 g/L), (NH4)2SO4 (1,40 g/L), KH2PO4 (2 g/L), MgSO4.7H2O (0,30 g/L), CaCl2.2H2O (0,40 g/L), ZnSO4.7H2O (1,40 mg/L), FeSO4.7H2O (5,0 mg/L), CoCl2.6H2O (2,0 mg/L) e MnSO4.4H2O (1,60 mg/L). Buscou-se otimizar essa solução nutriente em relação aos teores de nitrogênio, e verificou-se que o aumento da concentração de peptona (5 g/L) e inclusão de extrato de levedura (2 g/L) (denominada SN2 sendo utilizada em todas as fermentações posteriores) favoreceu o aumento do desenvolvimento do fungo com aumento da expressão enzimática de 100 para 225 U/mL. De outro lado, o aumento da concentração de nitogênio a partir dessa formulação ocasiounou uma redução da produção enzimática. O estudo da influência da umidade revelou que ao utilizar níveis de 65-85 obteve- se produção ótima da enzima. Já com uso de umidade entre 80 e 85% a produção enzimática foi insignificante. Picos de produção chegaram a alcançar o rendimento de até 175 U/mL. A variação da concentração de inóculo entre 2.106-1.107 esporos/gbiomassa, não alterou significativamente a produção de alginase, apresentando-se como um intervalo de trabalho seguro. A presença de alginato de sódio como indutor na expressão enzimática permitiu aumento de 43% a produção enzimática, saltando-se de um pico de atividade enzimática de 175 para 250 U/mL, utilizando uma substituição mássica da biomassa de Sargassum entre 16,66- 33,33% (malginato/mtotal). O efeito do pH da SN2 foi estudado no intervalo 2,5-8,5, apresentando máxima produção quando ajustado entre 6,0 e 7,0. Ademais, o extrato enzimático obtido por fermentação semissolida mostrou estabilidade ao congelamento, evidenciando de forma qualitativa a estabilidade e retomada da atividade da enzima e aos componentes presentes no extrato.
Abstract: This study describes the semi-solid fermentation for producing alginase from filamentous fungi using brown macro algae as substrate. The macroalgae chosen was Sargassum´genus, and of the fungal strains tested, the fungus Cunninghamella echinulata proved to be more suitable for the optimization of fermentation. All fermentations took place in vitro using 3g of macroalgal biomass at a temperature of 30ºC, with enzymatic extract obtained in 50 mM tris-HCl pH 7.2- 7.5 through stirring (150 rpm for 30 min), followed by by filtration and centrifugation (3000 rpm for 15 min) to separate the solid part of the extract. The humidifying nutrient solution (SN) was composed of the following composition: urea (0.30 g / L), peptone (0.75 g / L), (NH4)2SO4 (1.40 g / L), KH2PO4 (2 g / L), MgSO4.7H2O (0.30 g / L), CaCl2.2H2O (0.40 g / L), ZnSO4.7H2O (1.40 mg / L), FeSO4.7H2O (5.0 mg / L) ), CoCl2.6H2O (2.0 mg / L) and MnSO4.4H2O (1.60 mg / L). We sought to optimize this nutrient solution in relation to nitrogen levels, and it was found that the increased concentration of peptone (5 g / L) and inclusion of yeast extract (2 g / L) (called SN2 being used in all subsequent fermentations) favored an increase in the development of the fungus with and increase in enzymatic expression from 100 to 225 U / mL. On the other hand, the increase in the concentration of nitrogen from this formulation resulted in a reduction in enzyme production. The study of the influence of humidity revealed that when using levels of 65-85, optimal production of the enzyme was obtained. With humidity between 80 and 85%, the enzyme production was near negligible. Production peaks reached a yield of up to 175 U / mL. The variation of the inoculum concentration between 2.106-1.107 spores / gbiomass, did not significantly alter the alginase production, presenting itself as a safe working interval. The presence of sodium alginate as an inducer in enzyme expression allowed an increase of 43% in enzyme production, jumping from a peak of enzymatic activity from 175 to 250 U / mL, using a mass substitution of Sargassum biomass between 16.66- 33.33% (malgianto / mtotal). The pH effect of SN2 was studied in the range 2.5-8.5, with maximum production when adjusted between 6.0 and 7.0. In addition, the enzymatic extract obtained by semi-solid fermentation showed stability to freezing, showing qualitatively the stability and resumption of enzyme activity and the components present in the extract.
Palavras-chave: Alginase (Enzima)
Macroalgas
Sargassum
Fermentação - Estado sólido
Alginatos
Fungos
Fermentação semi-sólida
Alginase (Enzyme)
Macroalgae
Fermentation - Solid State
Alginates
Fungi
Semi-solid Fermentation
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia da Rede Nordeste de Biotecnologia - RENORBIO
Citação: Silva, Margarete Cabral dos Santos. Produção de enzima alginase a partir de fungos filamentosos e algas marinhas marrons (Sargassum). 2022. 112 f. Tese (Doutorado em Biotecnologia) - Instituto de Química e Biotecnologia, Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia da Rede Nordeste de Biotecnologia - RENORBIO, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2020.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/8745
Data do documento: 22-dez-2020
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