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Type: TESE DIGITAL
Title: Produção de lipase por Yarrowia lipolytica e formulação de bioproduto para aplicação em tratamento de efluente lácteo : Lipase production by Yarrowia lipolytica and bioproduct formulation for use in the treatment of dairy effluents
Title Alternative: Lipase production by Yarrowia lipolytica and bioproduct formulation for use in the treatment of dairy effluents
Author: Silva, Marcelo de Andrade, 1963-
Advisor: Tambourgi, Elias Basile, 1957-
Abstract: Resumo: Enzimas como a lipase tem sido amplamente utilizadas no tratamento de efluente com elevado teor de lipídios como os gerados pelas indústrias alimentícias. A produção de lipase por micro-organismo como a levedura Yarrowia lipolytica em meios de cultura com uso de resíduos agroindustriais pode promover um aumento da expressão da atividade enzimática, além de representar uma alternativa econômica viável e de mitigar os impactos ambientais causados pelo acúmulo e descarte desses rejeitos no ambiente. Nessa perspectiva, o soro de queijo representa uma alternativa nutricional de baixo custo para produção de lipases por micro-organismos. Neste trabalho, foi investigado a produção de lipases por Y. lipolytica em meio alternativo com utilização do soro de queijo, e a formulação e caracterização de um bioproduto com atividade lipásica a ser empregado no tratamento do efluente lácteo (soro de queijo). A análise da influência dos fatores: pH, temperatura, substratos (soro de queijo e azeite de oliva), estabilizantes (glicerol e triton X-100) e do tempo, foram realizadas por sucessivos planejamentos fatoriais tendo como variáveis resposta a produção e caracterização da estabilidade da enzima lipase. Para a formulação do bioproduto com atividade lipásica o líquido metabólico foi concentrado por um processo de ultrafiltração e posteriormente submetido ao processo de estabilização. A investigação sobre análise da degradação do efluente foi realizado através de um planejamento fatorial avaliando o efeito do bioproduto formulado e de um composto comercial Nutriente no período de 48h sobre variáveis respostas: redução de teor lipídios, DQO e DBO. Os resultados sobre a produção da enzima lipase demonstraram que a maior produção de lipases (172 U/mL) ocorreu no meio composto por 80 % de soro de queijo na ausência de azeite de oliva e pH 6,0 em 120 horas de cultivo. O processo de ultrafiltração empregado para a concentração do bioproduto possibilitou um aumento da atividade lipásica para 235 U/mL. De outro lado, resultados significativos sobre a estabilidade máxima da atividade lipásica de 420 U/mL e 398 U/mL foram determinadas respectivamente após armazenamento por 22 e 32 dias do bioproduto formulado na presença de glicerol 6,0 % e do surfactante triton X-100 0,1 %. Quanto a caracterização para estabilidade do bioproduto formulado observou-se o pH ótimo para 4,5 e 7,0 mantendo 82% de sua atividade após 90 minutos de incubação e para temperatura verificou-se que após 90 minutos de incubação a 60 0C a retenção de atividade lipásica foi de 94%. O preparo do formulado lipásico apresentou taxas de hidrólise elevadas para o tratamento do efluente lácteo com soro de leite. Os parâmetros da DQO, DBO e lipídios do efluente adotados na avaliação da eficiência do tratamento mostraram que o bioproduto formulado promoveu uma redução significativa destes parâmetros mostrando eficiência superior a 90%. Dessa forma, os resultados sobre a estabilidade do bioproduto formulado e do tratamento do efluente lácteo indicam o seu potencial para aplicações biotecnológicas

Abstract: Enzymes such as lipase has been widely used in the treatment of effluents with a high content of lipids such as those generated by the food industries. The lipase production by microorganism such as yeast Yarrowia lipolytica in culture media with the use of agro-industrial waste can promote an increase in expression of the enzyme activity, and represents a viable economic alternative to mitigate environmental impacts caused by the accumulation and disposal these wastes into the environment. In this perspective, the whey is a nutritional low-cost alternative for the production of lipases by microorganisms. In this work, the production of lipases in Y. lipolytica on alternate means was investigated with use of whey and the development and characterization of a bioproduct with lipase activity to be used in the treatment of dairy effluent (whey). The analysis of the influence of factors: pH, temperature, substrates (whey and olive oil), stabilizers (glycerol and Triton X-100) and time, were made by successive experimental designs having as variables response to the production and characterization of stability of the enzyme lipase. For the formulation of the bioproduct with lipase activity metabolic liquid was concentrated by an ultrafiltration process and then subjected to the stabilization process. Research on analysis of effluent degradation was carried out through a factorial design to evaluate the effect of formulated bioproduct and a commercial compound nutrient in the period of 48 hours on response variables reduced lipid content, COD and BOD. The results of the production of the lipase enzyme demonstrate that greater production of lipases (172 U/mL) occurred in medium composed of 80% of whey in the absence of olive oil and pH 6.0 for 120 hours of cultivation. The ultrafiltration process used for the concentration of bioproduct enabled an increase in lipase activity to 235 U/mL. On the other hand, significant results on the maximum stability of the lipase activity of 420 U/ mL and 398 U/mL, respectively were determined after storage for 22 and 32 days of bioproduct formulated in the presence of glycerol and 6.0 % of the surfactant Triton X-100 0.1 %. The characterization for stability formulated bioproduct observed the optimum pH to 4.5 and 7.0 keeping 82 % of its activity after 90 minutes incubation temperature and it was found that after 90 minutes incubation at 60 0C the retention of lipase activity of 94%. The preparation lipásico formulated to have elevated rates of hydrolysis for the treatment of dairy effluent whey. The parameters of the COD, BOD and effluent lipids used for evaluating the efficiency of treatment showed that the formulated bioproduct produced a significant reduction in these parameters showing efficiency exceeding 90%. Thus, the results on the stability of formulated bioproduct and treatment the dairy effluent indicate its potential for biotechnological applications
Subject: Lipase
Yarrowia lipolytica
Soro de queijo
Tratamento de efluentes
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2016
Appears in Collections:FEQ - Dissertação e Tese

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