Publicação: Produção de L-asparaginase de Penicillium sp. em espuma de poliuretana em diferentes biorreatores
Carregando...
Tipo do documento
Data
Direito de acesso
Coleções
Área do conhecimento
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS BIOQUIMICOS
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Autores
Orientador
Coorientador
Coutinho Filho, Ubirajara
Resumo
A L-asparaginase é uma enzima de fundamental importância no tratamento do câncer e
também é útil na indústria alimentícia no controle de acrilamida em alimentos processados
em altas temperaturas. Devido à importância da L-asparaginase, as pesquisas para novos
microrganismos capazes de produzi-la por fermentação em estado sólido têm sido investigadas.
Nesta dissertação demestrado, o Penicilliumsp. O LAMAI 505 foi utilizado na produção
de L-asparaginase por fermentação em estado sólido (FES). A dissertação investigou: a) a
influência da temperatura, do pHe das concentrações de glicose e L-asparagina e do tamanho
de inoculo na produção de L-asparginase; b) a produção otimizada de L-asparaginase pelo
método de Redes Neurais Artificiais (RNA) e Algoritmo Genético (AG); c) avaliou a produção
de L-asparaginase utilizando novos biorreatores, reciclo de meios nutritivo e reutilização
de células do fungo e de espuma de poliuretana. Observou-se: a) O modelo de RNA de três
camadas contendo 18 neurônios em camada oculta apresentou descrição satisfatória da
produção de L-asparaginase (R² = 0,99 para estágio de treinamento e R² = 0,98 em fase de
validação); b) condições otimizadas (16,96 mL de meio nutriente/g de suporte sólido, 1,0 g/L
de L-asparagina, 5,24 g/L de glicose, pH igual a 5,0 e temperatura de 44,3 ◦C a atividade da
L-asparaginase foi de 3411,6 U/kg, que foi 1,61 vezes maior do que o melhor valor obtido
sem condições otimizadas; c) a taxa de reciclagem de 2,0 mL/min a 48 h, obtendo a atividade
máxima de 3716,7 U/kg de suporte sólido (9,3%maior que a atividade em biorreator estático);
d) a produção de L-asparaginase em cinco ciclos de reutilização de células de Penicillium
sp. LAMAI 505 e suporte inerte proporcionaram atividade de L-asparaginase de 6050,0 U/kg
de suporte sólido no terceiro ciclo e atividade média de 3878,0 U/kg de suporte sólido para
cinco ciclos de reutilização, representando um aumentomédio dos cinco ciclos de reutilização
de 14.1 % em relação ao biorreator estático. Os resultados indicam que a produção de
L-asparaginase de Penicilliumsp. por FES com suporte inerte (FES-SI) é satisfatório quando
comparado com a produção encontrada na literatura em estudos comoutras espécies de fungos
em condições otimizadas, o que sugere que a produção de L-asparaginase de Penicillium
sp. O LAMAI 505 é de grande importância para o desenvolvimento deste setor comercial.
Abstract
L-asparaginase is an enzyme of fundamental importance in the treatment of cancer and is
also useful in the food industry in the control of acrylamide in foods processed at high temperatures.
Due to the importance of L-asparaginase, research for new microorganisms capable of
producing it and the use of solid-state fermentation have been investigated. In this master’s
dissertation, the Penicilliumsp. LAMAI 505 was used in the production of L-asparaginase by
solid-state fermentation (SSF). The dissertation investigated: a) influence of temperature, pH
and concentrations of glucose and asparagine and inocullumsize in asparginase production;
b) optimized L-asparaginase production by Artificial Neural Networks (ANN) method and
Genetic Algorithm (GA); c) and evaluated L-asparaginase production using novel bioreactors
by recycling media and re-using cells. It was observed: a) three-layer ANN model containing
18 neurons in hidden layer presented satisfactory description of L-asparaginase production
(R² = 0.99 for the training stage and R² = 0.98 in validation stage); b) under optimized conditions
(16.96 mL of nutrient medium/g of solid support, 1.0 g/L of L-asparagine, 5.24 g/L
of glucose, pH equal to 5.0 and temperature of 44.3 ◦C) the activity of L-asparaginase was
3411.6 U/kg, which was 1.61 times higher than the best value obtained with no optimized
conditions; c) the recycle rate of 2.0 mL/min at 48 h provided the maximum activity of 3716.7
U/kg of solid support (9.3%higher than the activity in static bioreactor); d) the L-asparaginase
production in five re-use cycles of Penicillium sp. LAMAI 505 cells and inert support provided
L-asparaginase activity of 6050.0 U/kg of solid support in the third cycle and average activity
3878.0 U/kg of solid support for five reuse cycles, representing a mean increase of the five
reuse cycles of 14.1 % in relation to the static bioreactor. Results indicate that the production
of L-asparaginase from Penicillium sp. by FES with inert support (FES-SI) is satisfactory when
compared with production found in the literature in studies with other species of fungi under
optimized conditions, which suggests that the production of L-asparaginase from Penicillium
sp. LAMAI 505 is of great importance for the development of this commercial sector.
Palavras-chave
L-asparaginase, L-asparaginase, Espuma de poliuretana, Polyurethane foam, Fermentação em estado sólido, Solid state fermentation
Citação
VIEIRA, William Fernando. Produção de L-Asparaginase de Penicillium sp. em espuma de poliuretana para diferentes biorreatores - Uberlândia. 2018. 87 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2018. DOI http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2018.177.