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Type: DISSERTAÇÃO
Degree Level: Mestrado
Title: Efeito da agitação e da aeração na produção de inulinase em processo de batelada simples por Kluvermyces Marxianus Var. Bulgaricus ATCC 16045
Author: Yepez Silva-Santisteban, Bernardo Onagar
Advisor: Maugeri Filho, Francisco, 1952-
Filho, Francisco Maugeri
Abstract: Resumo: A enzima inulinase oferece uma alternativa interessante na produção de xaropes enriquecidos em frutose usando como matéria prima polímeros de reserva de inulina, os quais se encontram na natureza como reserva de carboidratos. Alem disso as inulinases apresentam atividade de transferase o que permite a produção de frutoligosacarídeos a partir de dímeros como a sacarose. A frutose apresenta vantagens em relação à sacarose, como um adoçante confiável e alternativo por ser mais saudável, possuir maior poder adoçante e pode dissimular o sabor amargo da sacarina. A levedura Kluyveromyces marxianus varo bulgaricus ATCC16045 tem sido amplamente estudada por ser um microrganismo hiperprodutor de inulinase. Uma ampla revisão bibliográfica revela que a produção de muitos sistemas de enzimas e influenciada pelos parâmetros de aeração e agitação, por tanto e com base em estudos prévios sobre otimização de meio de cultivo estudou-se a influencia da agitação, aeração e tipo de agitador (Rushton, hélice naval e "ptiched blade up") na produção da enzima em fermentações em batelada simples. O efeito da agitação e aeração sobre a atividade da enzima foi estudado usando sistemas com duas turbinas de Rushton. A faixa estudada foi 50 a 250 rpm e 0,5 a 2,0 wm. Os resultados experimentais mostraram que a aeração, com agitação maior de 150 rpm não influenciou a produção da enzima, portanto estudou-se o incremento da agitação hasta 550 rpm mantendo a aeração a 1,0 vvm. A melhor produção foi atingida a 450 rpm com uma produção de 121Ul/mL. O estudo com diferentes tipos de agitadores foi feito nesta condição ótima, verificando-se que o agitador "pitched blade up" apresentou o melhor desempenho, produzindo 176 UllmL. Foram também, monitorados o pH, oxigênio dissolvido (OD), viabilidade celular e o kLa. Observou-se que com as turbinas de Rushton a atividade e a biomassa foram maiores quando o kLa foi maior. No entanto, com outros tipos de agitadores esta relação foi alterada provavelmente em função dos mecanismos de fluxo e cisalhamento que provocaram a queda da viabilidade. Observou-se, através da relação o kLa e o desempenho do pH e OD, que o kLa determinou o metabolismo usado pela levedura.

Abstract: Inulinase offers an interesting alternative for the produetion of high fruetose syrups, using inulin as raw material. This enzyme can also have fructosiltransfarase activity, which enable the production of fructooligosacharides form sucrose. Fructose presents some advantages relating to sucrose, as a reliable and more healthier sweetener, as well as higher sweetness. The yeast Kluyveromyces marxianus var bulgaricus ATCC 16045 has been utilized for inulinase production since it has been proved as an excellent enzyme producer. Factorial design and response surface techniques were used to optimize the fermentation conditions for the production of inulinase by Kluyveromyces marxianus ATCC 16045. Sucrose was used as carbon source instead ofinulin. Aeration, agitation and type of impeller (disk turbine, marine and pitehed blade) were studied in a stirred reactor. Two factorial designs 22 were carried out. Agitation speed varied from 50 to 550 rpm, aeration rate from 0.5 to 2.0 vvm. From the factorial designs, it has been concluded that the aeration rate didn't influence the inulinase production, only the agitation speed has significant effect. The best result with the disk impeller at 450 rpm and aeration at 1.0 wm was an activity of 121 Ul/ml, after 72 hours of fermentation. Since only agitation is a significant factor, it was inereased up to 550 rpm, using the three impellers. High agitation velocity with disk impeller enhanced death rate and decreased enzyme production. The marine impeller didn't improve the enzyme production. The best production was achieved with the pitehed blade impeller. The enzyme production with this impeller achieved 176 Ul/ml, at 450 rpm and 1.0 wm. It has been shown that the inulinase production was strongly influenced by aeration and agitation parameters and impeller type. Also, it was observed an important relation between Kt.aand pH and dissolved oxygen through out the fermentation.
Subject: Oligossacarideos
Inulina
Fluidos newtonianos
Planejamento experimental
Language: Português
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2001
Appears in Collections:FEA - Tese e Dissertação

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