Produção, avaliação da estabilidade e aplicação de enzimas pectinolíticas de Aspergillus niger IOC 4003 utilizando resíduos de frutas tropicais como substrato

dc.contributor.advisorMacedo, Gorete Ribeiro de
dc.contributor.advisor-co1Sousa Júnior, Francisco Canindé de
dc.contributor.advisor-co1IDpt_BR
dc.contributor.advisorIDpt_BR
dc.contributor.authorRocha, Juliene da Câmara
dc.contributor.authorIDpt_BR
dc.contributor.referees1Santos, Everaldo Silvino dos
dc.contributor.referees1IDpt_BR
dc.contributor.referees2Santos, Sharline Florentino de Melo
dc.contributor.referees2IDpt_BR
dc.date.accessioned2018-11-22T22:13:58Z
dc.date.available2018-11-22T22:13:58Z
dc.date.issued2018-07-17
dc.description.abstractDuring the last decades, it has increased significantly the demand for microbial enzymes on biotechnological applications. The pectinolytic enzymes are responsible for cleaving both pectin and other pectic polysaccharides in galacturonic acid monomers and they have application in several industrial sectors such as fruit and wine juice processing, essential oil recovery, vegetable oil extraction, textile industry and, paper and cellulose industry. In this context, this work aimed to evaluate production, stability and application of pectinolytic enzymes by Aspergillus niger IOC 4003 using acerola and yellow mombin wastes as substrate for solid-state fermentation (SSF). Initially, acerola and yellow mombin wastes, washed and unwashed, were submitted to a drying process and they had their chemical and physicochemical composition determined. The percentage of calcium pectate - pectin indicator - found in wastes was 3.46 ± 0.11 %; 2.94 ± 0.18 %; 5.85 ± 0.01 % and 5.34 ± 0.23 % for unwashed acerola, washed acerola, unwashed yellow mombin and washed yellow mombin, respectively. Hereby, the potential of these substrates as inducers was evaluated for the production of pectinolytic enzymes for SSF during 240 h with initial pH of 4.5; moisture at 40% and spore concentration of 1 x 107 spores / mL. In the fermentation stage, the greatest polygalacturonase production was observed using washed yellow mombin waste reaching enzymatic concentration of 38.22 ± 0.63 U / g in 72 h of cultivation. Furthermore, it have been carried out the optimization of enzyme extraction and the best condition of extraction occurred using acetate buffer (50 mM, pH 5.4) and 30 minutes of contact time. On the subsequent step, the stability of enzyme complex was evaluated against different temperatures and pHs. The greatest condition on stability of polygalacturonase occurred at temperatures of 30 and 40 °C, and among pHs 4 and 6 for up to two hours of incubation. Thus, the synthesized enzymatic extract by Aspergillus niger IOC 4003 from washed yellow mombin or unwashed acerola wastes was applied in process of clarifying yellow mombin juice. At the clarification stage, the outstanding results were 40% reduction in turbidity, 50% in viscosity, 30% in clarification and 85% increasing of antioxidant capacity in the juice. Therefore, this study demonstrated the feasibility of using fruit residues of the industry as substrates for production of interest enzymes and its application in the food industry.pt_BR
dc.description.resumoNas últimas décadas, a demanda por enzimas microbianas para aplicações biotecnológicas tem crescido significativamente. As enzimas pectinolíticas, responsáveis por clivar tanto a pectina como outros polissacarídeos pécticos em resíduos de ácido galacturônico, apresentam aplicação em diversos setores como processamento de suco de frutas e vinhos, recuperação de óleos essenciais, extração de óleos vegetais, além das indústrias têxtil, e de papel e de celulose. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar produção, estabilidade e aplicação de enzimas pectinolíticas pela linhagem de Aspergillus niger IOC 4003 utilizando resíduos de acerola e cajá como substrato da fermentação em estado sólido (FES). Inicialmente, os resíduos de acerola e cajá, lavados e não lavados, foram submetidos à secagem e tiveram determinados sua composição química e físico-química. A porcentagem de pectato de cálcio, indicador de pectina, encontrado nos resíduos foi de 3,46 ± 0,11%; 2,94 ± 0,18%; 5,85 ± 0,01% e 5,34 ± 0,23% para a acerola não lavada, acerola lavada, cajá não lavado e cajá lavado, respectivamente. Em seguida, avaliou-se o potencial destes substratos como indutores para a produção de enzimas pectinolíticas por FES durante 240 h com pH inicial de 4,5; umidade em 40% e concentração de esporos em 1 x 107 esporos/mL. Na etapa de fermentação, destaca-se a produção de poligalacturonase usando o resíduo de cajá lavado que atingiu a concentração enzimática de 38,22 ± 0,63 U/g em 72 h de cultivo. Em seguida, estudou-se a otimização de extração das enzimas e observou-se que a melhor condição ocorreu usando o tempo de contato de 30 minutos e o tampão acetato na concentração de 50 mM e pH 5,4. Na etapa posterior, avaliou-se a estabilidade do complexo enzimático frente à temperatura e pH. As melhores condições de estabilidade da poligalacturonase ocorreram nas temperaturas de 30 e 40 °C, e entre os pHs 4 a 6 por até duas horas de incubação. Depois, utilizaram-se os extratos enzimáticos sintetizados por FES com Aspergillus niger IOC 4003 em resíduo de cajá lavado ou acerola não lavada no processo de clarificação do suco de cajá. Na etapa de clarificação, destacam-se os resultados: 40% de redução da turbidez, 50% da viscosidade, 30% de clareamento e 85% de aumento da capacidade antioxidante do suco de cajá. Dessa maneira, os resultados do presente trabalho demonstraram a viabilidade do uso de resíduos da indústria de polpas como substratos para produção de enzimas de interesse biotecnológico e sua aplicação na indústria de alimentos.pt_BR
dc.identifier.citationROCHA, Juliene da Câmara. Produção, avaliação da estabilidade e aplicação de enzimas pectinolíticas de Aspergillus niger IOC 4003 utilizando resíduos de frutas tropicais como substrato. 2018. 109f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2018.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/26129
dc.languageporpt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICApt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectAspergillus nigerpt_BR
dc.subjectFermentação em estado sólidopt_BR
dc.subjectPectinasespt_BR
dc.subjectPectina-liasept_BR
dc.subjectPoligalacturonasept_BR
dc.subjectResíduos agro-industriaispt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICApt_BR
dc.titleProdução, avaliação da estabilidade e aplicação de enzimas pectinolíticas de Aspergillus niger IOC 4003 utilizando resíduos de frutas tropicais como substratopt_BR
dc.typemasterThesispt_BR

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