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Type: TESE DIGITAL
Title: Estudo da precipitação com etanol de xilanases de complexos enzimáticos produzidos por Aspergillus niger em fermentação no estado sólido e fermentação submersa
Title Alternative: Study of precipitation with etanol xylanase enzyme complex produced by Aspergillus niger in solid-state fermentatio and submerged fermentation
Author: Costa, Max Adilson Lima, 1971-
Advisor: Miranda, Everson Alves, 1959-
Abstract: Resumo: Estudos de precipitação de xilanases produzidas por diferentes microrganismos em fermentação em estado sólido ou fermentação submersa revelaram diferenças quantitativas e qualitativas entre os produtos obtidos. No caso da precipitação de xilanase com etanol, alta recuperação de atividade obtida apenas em concentrações elevadas de solvente. Devido à relevância das xilanases no cenário industrial, especialmente em um contexto biorefinaria, é importante caracterizar melhor a produção e a purificação destas enzimas. Portanto, o presente estudo investigou a precipitação de etanol de xilanases produzidas por Aspergillus niger em fermentação em estado sólido e submersa. O conceito de solutividade e o uso da semeadura foram aplicados com o objetivo de aumentar a recuperação da atividade e pureza. Estudos de estabilidade térmica e de pH dos complexos de xilanase revelaram que estas enzimas eram altamente estável na faixa de 15-45 ° C e pH na faixa de 3,0-8,0. O delineamento experimental foi utilizado para avaliar os efeitos da temperatura, concentração de etanol e pH na recuperação de proteína total e atividade de xilanase. A temperatura teve efeito negativo sobre a recuperação da enzima, enquanto o pH e a concentração de etanol tiveram efeitos diferente para a fermentação no estado sólido e submersa. Os perfis cinéticos mostraram que um periodo relativamente curto de tempo (até 15 minutos) era suficiente para se recuperar a maior parte da atividade de xilanase nas condições testadas (65 e 79% de recuperação da fermentação no estado sólido e submersa, respectivamente). Os estudos em tanque agitado permitiram a determinação de curvas de solutividade das xilanasee e de solubilidade da proteína total em função da concentração de etanol. Estas curvas permitiram a determinação de uma condição aqui chamada de ponto de operação de corte (POC). A precipitação em duas etapas com base nestas curvas permitiu o enriquecimento do precipitado em termos de atividade de xilanase por um fator de cerca de 2. O uso da semeadura mostrou um efeito positivo sobre a precipitação, aumentando em até 21% da recuperação de atividade de xilanase, indicando que esta é uma técnica promissora a ser investigada

Abstract: Precipitation studies of xylanases produced by different microorganisms under solid-state fermentation or submerged fermentation have revealed quantitative and qualitative differences between the products obtained. In the case of xylanase precipitation with ethanol high activity recovery is obtained only at high concentrations of the solvent. Due to the relevance of xylanases in the industrial scenario, especially in a biorefinary context, it is important to better characterize the production and the downstream processing of these enzymes. Therefore, the present study investigated ethanol precipitation of xylanases produced under solid-state and submerged fermentation by Aspergillus niger. The concept of solutivity and the use of seeding was applied aiming to increase activity recovery and purity. Studies of thermal and pH stabilities of the xylanase complexes showed that these enzymes were highly stable in the range of 15-45 °C and pH in the range of 3.0-8.0. Experimental design was used to evaluate the effects of temperature, ethanol concentration and pH on the recovery of total protein and xylanase activity. Temperature had a negative effect on enzyme recovery while pH and ethanol concentration had a different effect for solid-state and submerged fermentation. The kinetic profiles showed that a relatively short time (up to 15 min) was sufficient to recover most of the xylanase activity under the conditions tested (65 and 79% recovery for solid-state and submerged fermentation, respectively). Studies in stirred tank allowed the determination of the xylanase solutivity and total protein solubility curves as function of ethanol concentration. These curves allowed the determination of a condition here called cutting operation point (COP). A two step precipitation based on this COP allowed the enrichment of the precipitate in terms of xylanase activity by a factor of about 2. The use of seeding showed a positive effect on the precipitation, increasing up to 21% the recovery of xylanase activity, indicating that this is a promising technique to be further investigated
Subject: Xilanases
Precipitação
Fermentação em estado sólido
Fermentação submersa
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2016
Appears in Collections:FEQ - Dissertação e Tese

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