Made available in DSpace on 2017-05-12T14:47:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fabiola G_ Nesello Vieira.pdf: 1352690 bytes, checksum: dde9077ce35994c9a408a58112929a03 (MD5) Previous issue date: 2014-06-10 / The abundant lignocellulosic biomass in agro-industrial waste can be reused as an inexpensive substrate for inducing the production of enzymes such as &#946;-xylosidases. The purpose of this study was to analyze the production of &#946;-xylosidase from Aspergillus fumigatus (PC-7S-2 M), isolated from the Atlantic Forest of the Dog Head State Park (Paraná, Brazil) and later identified by morphological and molecular (ITS) methods. The mesophilic fungus was grown at 28 °C in liquid culture media containing Czapeck and 1% of different agroindustrial residues (w/v): passion fruit peel, Ponkan peel, barley brewing residue, soy flakes and ripe banana peel. Inoculants of 105 conidia ml-1 were incubated for 7 days, filtered and assayed for &#946;-xylosidase intracellular activity obtaining a maximum value of 15 U ml-1 of the enzyme in the presence of barley brewing residue after 4 days of cultivation. Then, it was used a Central Composite Rotational Design (CCRD) to optimize the production of &#946;-xylosidase, using barley brewing residue as carbon source at a significance level of p<0.10 which generated a predicted model of 245.04 U ml-1. Model validation provided an average optimized result equal to 229.06 U ml-1 for the enzyme. Thus, the production of &#946;-xylosidase increased in 1,500% over the initially obtained for A. fumigatus in the presence of the barley brewing residue, therefore, achieving 93.47% of the predicted model. This finding emphasizes the availability of A. fumigatus &#946;-xylosidase production with possible applications in several biotechnological process. / A biomassa lignocelulósica abundante nos resíduos agroindustriais, pode ser reutilizada como substrato barato para induzir a produção de enzimas, como &#946;-Xilosidases. O objetivo deste trabalho foi analisar a produção de &#946;-Xilosidase de Aspergillus fumigatus (PC-7S-2 M), isolado da Mata Atlântica do Parque Estadual Cabeça do Cachorro (Paraná, Brasil) e posteriormente identificado por métodos morfológicos e moleculares (ITS). O fungo mesofílico foi cultivado à temperatura de 28 °C em meios líquidos de cultura Czapeck, contendo 1% de diferentes resíduos agroindustriais (w/v): casca de maracujá, casca de pokan, bagaço de cevada, flocos de soja e casca de banana madura. Inóculos de 105 conídios mL-1 foram incubados durante 7 dias, filtrados e submetidos a dosagem de &#946;-Xilosidase intracelular, obtendo-se um valor máximo de 15 U ml-1 para a enzima na presença de bagaço de cevada com 4 dias de cultivo. Assim, utilizou-se um delineamento composto central rotacional (DCCR) para otimizar a produção de &#61538;-Xilosidase, usando o bagaço de cevada como fonte de carbono em um nível de significância p < 0,10, o qual gerou um modelo predito de 245,04 U ml-1. A validação do modelo forneceu um resultado otimizado médio igual a 229,06 U ml-1 para a enzima. Assim, a produção de &#946;-Xilosidase aumentou em 1.500% em relação à obtida inicialmente para o fungo A. fumigatus na presença de bagaço de cevada como fonte de carbono (15 U ml-1), permitindo, deste modo, alcançar 93,47 % do modelo predito. Este achado ressalta a viabilidade de produção de &#946;-Xilosidase de A. fumigatus com possíveis aplicações em vários processos biotecnológicos.

Submitted by Izabel Franco (izabel-franco@ufscar.br) on 2016-09-21T14:30:40Z No. of bitstreams: 1 DissRASac.pdf: 11251604 bytes, checksum: 6c180d000983f8c0f5a08597c2d53676 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2016-09-27T20:04:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissRASac.pdf: 11251604 bytes, checksum: 6c180d000983f8c0f5a08597c2d53676 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2016-09-27T20:04:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissRASac.pdf: 11251604 bytes, checksum: 6c180d000983f8c0f5a08597c2d53676 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-27T20:10:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissRASac.pdf: 11251604 bytes, checksum: 6c180d000983f8c0f5a08597c2d53676 (MD5) Previous issue date: 2015-03-31 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Cassava is cultivated worldwide, being Brazil the fourth largest producer. The root industrial processing in the country, aiming to obtain mainly flour and starch, generates carbohydrate-rich residues (e.g., starch, cellulose, and hemicellulose), which could be used to produce value-added products by enzymatic route, mainly using immobilized enzymes that are more operationally stable, allowing to be easily recovered and reused in the process. Thus, this work aimed the biotransformation of residual starch from cassava processing in maltose, using immobilized β-amylase in a Couette–Taylor–Poiseuille vortex flow reactor, which can promote perfect mixture under lower shear stress in the reactional medium compared to the conventional stirred-tank reactor. Cassava bagasse and peel of two starch-processing industries from São Paulo State were physicalchemically characterized and showed about 47% and 55% (dry mass) of residual starch, respectively. The starch was enzymatically extracted from the residues using a α- amylase, followed by maltose production catalyzed by immobilized barley β-amylase. Among the immobilization methods studied in this work, the best one for β-amylase was protein aggregation using bovine serum albumin (BSA) or soybean protein (PS) as protein feeder, followed by cross-linking with glutaraldehyde (CLEA technique). This protocol yielded immobilized β-amylase with 82.67% and 53.26% of recovered activity, respectively. Besides, the CLEAs were highly stables at 40oC, retaining more than 80% of the initial activity after 12 hours. The maltose syrup production from starch was performed using a Couette–Taylor–Poiseuille vortex flow reactor, in order to evaluate the β-amylase CLEAs (in this case CLEA of β-amylase prepared with soybean protein, here named CLEA-β-PS). It was achieved around 70% of maltose conversion in a short reaction time (4 hours), showing that is viable the use of residual starch as raw material for the production of maltose catalyzed by β-amylase CLEA in a Couette–Taylor– Poiseuille vortex flow reactor. / A mandioca é cultivada em todo mundo, sendo o Brasil o quarto maior produtor. O processamento industrial da raiz no país visa principalmente à produção de farinha e fécula, gerando resíduos ricos em carboidratos (amido, celulose, hemicelulose) que poderiam gerar produtos de valor agregado por biocatálise enzimática, particularmente usando enzimas imobilizadas, por serem mais estáveis operacionalmente e poderem ser facilmente recuperadas e reutilizadas no processo. Assim, este trabalho teve como objetivo a biotransformação do amido residual dos resíduos do processamento da mandioca em maltose, usando a enzima β-amilase imobilizada em reator de fluxo em vórtices (RFV) Couette–Taylor–Poiseuille, reator este que pode promover mistura perfeita com menor tensão cisalhante no meio reacional, comparado a um reator de mistura perfeita convencional. Os resíduos bagaço e casca de mandioca de duas fecularias do interior de São Paulo foram caracterizados físico-quimicamente e apresentaram teores de amido por volta de 47% e 55% (b.s.), respectivamente. A extração do amido dos resíduos foi realizada enzimaticamente utilizando uma α-amilase, então, o amido liquefeito foi utilizado na produção de maltose catalisada pela β-amilase de cevada imobilizada. Dentre os métodos de imobilização estudados, o mais satisfatório para a imobilização de β-amilase foi a reticulação de enzimas agregadas (CLEA), utilizando albumina de soro bovino (BSA) ou proteína de soja (PS) como proteínas inertes, retendo 82,67% e 53,26% da atividade oferecida, respectivamente. Os CLEAs apresentaram estabilidades ao pH ligeiramente maiores que a β-amilase livre em seus respectivos valores de pH mais estáveis. Além disso, os CLEAs foram muito estáveis a 40ºC, retendo mais de 80% da atividade inicial após 12 horas de encubação. A conversão do amido em maltose foi realizada em um RFV, com a finalidade de estudar seu comportamento frente aos CLEAs de β-amilase (neste estudo CLEA de β-amilase preparado na presença de proteína de soja, aqui nomeado CLEA-β-PS). A conversão de amido em maltose foi de aproximadamente 70% em curto tempo de reação (4 horas), demonstrando a viabilidade do uso de amido residual como matéria-prima para a produção de maltose catalisada por CLEA de β-amilase em reator de fluxo em vórtices de Couette–Taylor–Poiseuille. Palavras chave: resíduos de mandioca, amido, maltose, beta-amilase de cevada, imobilização enzimática, CLEA, reator de fluxo em vórtices.