Orientador: Telma Teixeira Franco / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-25T20:58:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bim_MonicaAndrea_M.pdf: 4401190 bytes, checksum: 58cf555e454e041ffe09f9a7a32378ae (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: A xilana, a qual é hidrolisada pela xilanase, é um abundante biopolímero encontrado no tecido de vegetais como constituinte principal da parede celular. Muitas das xilanases comercialmente disponíveis são produzidas por fungos com atividade ótima a pHs ácidos ou neutros e a temperaturas abaixo de 45°C. Existem várias aplicações para a xilanase, mas o seu maior potencial de uso é na industria de papel e celulose nos processos de branqueamento da polpa. Deste modo, xilanases ativas em condições alcalinas são potencialmente úteis nos processos de branqueamento de polpa de papel sem necessidade de mudanças no pH do processo e com a vantagem de diminuir a quantidade de componentes organoclorados nos efluentes das indústrias de papel. As duas motivações principais deste trabalho foram: primeiro, utilizar sistema de duas fases aquosas (SDFA) para extrair e purificar a xilanase do caldo de fermentação, produzido por Bacillus pumilus, pois o uso de SDFA pode ser uma alternativa mais econômica e de fácil operação, para purificação de bioprodutos, visto que as etapas de extração e purificação representam até 80% do custo destes bioprodutos. Segundo, aplicar a xilanase no branqueamento da polpa kraft de eucalipto visando a redução de organoclorados no efluente das indústrias de papel e celulose ...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: Xylan, a group of heteropolysaccharides, is an abundant biopolymer found in plant tissues as major component of cell wall, which is hydrolysed by xylanase. Several of the xylanases commercially available produced by fungi are active at neutral or acidic pH and their optimum temperature is below 45°C. Various applications for xylanases in bioconversion and food industries have been suggested and one of the major potential applications of xylanases involves the pulp and paper industry. This way, enzymes which are active at alkaline conditions have great potential in bleaching process without any need for changes in pH and with the advantage in lowering the release of polluting organic chlorine compounds. The two main motivations of this work was: first, to extract and to purify the enzyme from the crude fermentation broth, produced by Bacillus pumilus, using aqueous two phase systems (ATPS). Second, application ofxylanase ftom crude fermentation broth at hardwood kraft pulp bleaching. The enzyme from crude fermentation broth was extracted by partitioning in ATPS composed of phosphate and polyethyleneglycol (pEG). The effect of tie-line length, PEG molecular weight and NaCl and phosphate concentrations upon the purification factors and yields of xylanase were investigated by statistical design. The best system studied was that one containing 22% PEG6000, 10%¿K IND. 2¿¿HP¿O IND. 4¿ and 12% NaCl with a purification factor of 40 and 97% yield of enzyme activity ...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Mestrado / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Olga Maria Mascarenhas de Faria Oliveira / Banca: Iguatemy Lourenço Brunetti / Banca: José Carlos Rebuglio Vellosa / Banca: Luis Henrique Souza Guimarães / Banca: Ana Paula Rodrigues / Resumo: As peroxidases são hemeproteínas que catalisam a oxidação de vários xenobióticos na presença de peróxido. A soja é um dos principais produtos de exportação do Brasil e sua manufatura gera subprodutos em grande escala. Um destes, a casca, é uma fonte rica em peroxidase (SBP). Para a otimização da extração da SBP de casca de soja, e condições de ensaio, foi utilizado um planejamento fatorial com metodologia de superfície de resposta, resultando em 128 experimentos. Os dados definiram o meio reacional da SBP: pH 4,5 (transgênicas) e pH 7,0 (tradicionais); temperatura 500C; tratamento do tegumento com obtenção do pó cetonico; NaCl 0,1 mol/L; volume de amostra da enzima 330mL, guaiacol 30mmol/L, H2O2 46 mmol/L, em tampão 50mmol/L. Após, iniciou-se os estudos da SBP de diferentes cultivares: convencionais (BRS 258, BRS 260, BRS 262) e transgênicas (BRS 255 RR, BRS Charrua RR e BRS Pampa RR) de cascas de soja fornecidas pela EMBRAPA, visando estudo comparativo sobre o conteúdo de peroxidase (SBP), e posterior seleção para isolamento da enzima e estudos de seus parâmetros cinéticos. Para isso, a amostra, em pó cetônico, de cada cultivar foi ressuspensa em tampão extrator, a proteína precipitada com sulfato de amônio 70%, o precipitado ressuspenso em tampão extrator e eluído em coluna Sephadex G-25, para dessanilização. Nas frações (eluatos) foram realizados os spots test para identificação de SBP. As cultivares BRS 258, BRS 262, BRS 260 e BRS 255 RR foram selecionadas com maior conteúdo de enzima SBP. Assim, volumes (5mL) de tais cultivares foram eluídos em coluna Sephadex G-100 para purificação parcial e determinação da massa molecular. Com as frações (eluatos) obteve-se "pool" de enzima, onde se efetuou os estudos cinéticos: efeito de cátions mono e divalentes, determinação dos parâmetros cinéticos - kM, vmax, pH ótimo, temperatura ótima... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The peroxidases are hemeproteins that catalyze the oxidation of various xenobiotics in the presence of peroxide. Soybean is a major export products from Brazil and its manufacture creates byproducts in large scale. One of these, the bark is a rich source of peroxidase (SBP). To optimize the extraction of the SBP of soybean seed coat, and test conditions, we used a factorial planning with response surface methodology, resulting in 128 experiments. The data defined the reaction medium SBP pH 4.5 (transgenic) and pH 7.0 (traditional), temperature 500C; treatment of sample to obtain the "acetone powder", NaCl 0.1 mol / L, sample volume of the enzyme 330 mL, guaiacol 30 mmol / L, H2O2 46 mmol / L in buffer 50mmol / L. After he began the studies of SBP from different cultivars: Conventional (BRS 258, BRS 260, BRS 262) and transgenic (BRS 255 RR, BRS and BRS Pampa RR) soybean seeds coat supplied by EMBRAPA, doing comparative study on the content of peroxidase (SBP), and subsequent selection to isolate the enzyme and studies of its kinetic parameters. For this, the sample in "acetone powder" of each cultivar was re-suspended in extraction buffer, the protein precipitated with ammonium sulfate 70%, the precipitate resuspended in extraction buffer and eluted in Sephadex G-25 column, for desalination. In the fractions (eluates) were performed to identify test spots SBP. BRS 258, BRS 262, BRS 260 and BRS 255 RR were selected with the highest content of enzyme SBP. Thus, volumes (5mL) of these cultivars were eluted in Sephadex G-100 column for partial purification and determination of molecular weight. With the fractions (eluate) obtained a pool of enzyme, which has made the kinetic studies: effects of mono-and divalent cations, determination of kinetic parameters - kM, vmax, optimum pH, optimum temperature. The data showed: i) optimum pH 4.5, ii) the optimum temperature, BRS 260... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Cesar Costapinto Santana / Tese (doutorado) - Univesidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-28T14:24:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pereira_JoseAntonioMarques_D.pdf: 4578484 bytes, checksum: 323128289403636eb3b02a79b3f58a97 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: Nos últimos anos, a utilização das enzimas na indústria vem aumentando rapidamente,mas ainda existe um grande campo para a sua expansão.A 'beta¿-Galactosidase pode ser utilizada para a preparação de diversos produtos lácteos com baixo teor de lactose, tais como: leite para consumo, iogurtes, sorvetes, queijos, doce-de-Ieite, entre outros. Este trabalho de pesquisa envolveu a determinação experimental e modelagem matemática das características de transferência de massa para um sistema enzima adsorvente ('beta¿-Galactosidase de Scopulariopsis sp. e a resina aniônica Accell Plus QMA), com a análise do fator de concentração e de purificação da enzima e de sua respectiva atividade, quando submetidas às operações de adsorção e eluição em leitos fixos, e uma etapa final de purificação através de filtração em gel. A enzima 'beta¿-Galactosidase foi produzida através de cultivo em substrato sólido (farelo de trigo e água) utilizando-se o fungo Scopulariopsis sp. Verificou-se que polifenóis presentes no material impediam a adsorção da enzima na resina aniônica. Estudou-se o uso de operações de ultrafiltração, precipitação em acetona, e diálise, e também a combinação dessas operações, para remover polifenóis no preparo de soluções contendo a enzima. Verificou-se que todas essas operações combinadas removem polifénois, porém não na totalidade. Obteve-se isotermas de adsorção, curvas cinéticas em tanque agitado e curvas de ruptura, tanto de proteína como atividade da enzima ...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: : In last years, enzyme utilization in industry has been increasing fast, but a large field still remains for it's complete expansion. Beta-Galactosidase may be used for preparations of different milky products containing lower lactose levels. The aim of this work was the experimental determination and mathematical modeling of mass transfer characteristics for an enzyme-adsorbent system (Beta-Galactosidase from Scopulariopsis sp. And the anionic resin Accell Plus QMA), including analysis of concentration factor and enzyme activity and purification, when submitted to adsorption operations and fixed-bed elution, and a final step involving purification from gel filtration. The Beta-Galactosidase enzyme was produced from solid substrate cultivation (wheat bran and water) of Scopulariopsis sp. It was verified that the presence of polyphenols into the material impeded enzyme adsorption on the anionic resin. It was studied the use of some operations, such as ultrafiltration, acetone precipitation, dialysis and the combination on them in arder to remove the polyphenols during the preparation of the solutions containing the enzyme. It was obtained adsorption isotherms, kinetic curves in stirred tank and breakthrough curves of protein as much as enzyme activity. The mathematical models applied to adsorption in stirred tank and chromatography columns were discretized by the orthogonal collocation method ...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Doutorado / Engenharia de Processos / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Elias Basile c / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-09T16:09:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Godoi_PatriciaHelenade_M.pdf: 865544 bytes, checksum: 0a09a500bcd26f04fe7be64851f3522a (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Bromelina é uma enzima de origem vegetal obtida de diversas espécies da família Bromeliaceae, presente na casca, no talo e no fruto do abacaxi. O Brasil encontra-se entre um dos maiores produtores mundiais de abacaxi, ocupando o terceiro lugar no ranking mundial. O desenvolvimento de novas técnicas de extração e purificação da bromelina vem sendo bem explorado, entretanto, tornouse necessário um estudo de estabilidade desta protease, proporção pela qual a bromelina conserva sua conformação estrutural ou sua atividade quando sujeita à estocagem, isolamento e purificação ou várias outras manipulações físicas ou químicas, incluindo autodigestão, outras enzimas proteolíticas e aquecimento. Tornou-se de fundamental importância saber em que condições a bromelina se mantém estável, ou seja, ativa e por qual período de tempo, já que a meta mais significante da enzimologia aplicada é obter compostos úteis para biocatálise. Este trabalho apresenta um estudo das condições de pH e temperatura nas quais a Bromelina P.A em solução aquosa em concentração próxima ao do suco extraído da polpa da fruta, mantém-se ativa, ou seja, não desnaturada. A atividade enzimática da bromelina em solução foi medida através da hidrólise da caseína e a condição de pH e temperatura mais próxima da ideal foi determinada / Abstract: Bromelain is a vegetable enzyme found in many species of Bromeliaceae family, its present in pineapple skins, stem and fruit. Brazil is one of the world¿s largest producers of pineapples, its production being the third one in the world. The development of new extraction and purification processes of bromelain have been studied, however, its necessary a enzyme stabilization investigation, state that bromelain remains its structure or biological activity when stored, isolated, purified or any other manipulation, included autodigestion, proteolytic enzymes and heating. It became very important to know the conditions and the time which bromelain remain stabilized, active. In applied enzymology, the most significant goal is to achieve useful compounds by biocatalysis. This work presents a study about pH and temperature conditions which a bromelain aqueous solution, in the same concentration of a pineapple fruit extract, remains with biological activity. The bromelain aqueous solution enzyme activity was tested across the casein hydrolysis and the ideal pH and temperature was determinated. / Mestrado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Mestre em Engenharia Química

Orientadores: Elias Basic Tambourgi, Priscila Gava Mazzola / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-21T20:42:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bresolin_IaraRochaAntunesPereira_D.pdf: 1407939 bytes, checksum: 1259333d5753554819357dfada6831b4 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: A bromelina é uma enzima proteolítica encontrada em tecidos vegetais como casca, talo, fruta e folhas de espécies da família Bromeliaceae, incluindo o abacaxi (Ananas comosus). É uma enzima conhecida por seus efeitos terapêuticos, sendo usadas em tratamentos de vários problemas de saúde, como desordens digestivas, feridas, queimaduras e inflamações. Este trabalho teve como objetivo a purificação da enzima bromelina de casca de abacaxi e sua posterior aplicação em bases dermatológicas. Foi demonstrado que é possível purificar bromelina extraída de casca de abacaxi, um resíduo da indústria alimentícia, através de um processo de recuperação e purificação, incluindo precipitação por sulfato de amônio (40- 80%), seguido de dessalinização e liofilização, com 75% de recuperação da atividade. Cromatografia de troca iônica com dietilaminoetil-agarose (DEAE-Sepharose) separou polissacarídeos da enzima e esta foi recuperada na etapa de eluição, mantendo sua atividade enzimática. A enzima foi incorporada em creme e loção Lanette, gel de Carbopol e creme e loção da Chemyunion na concentração de 5 mg de enzima por mL de base dermatológica. Essas bases foram submetidas ao teste de centrifugação e teste de estabilidade acelerada durante 90 dias a 25ºC (com e sem a incidência de luz solar), 37ºC e 4°C, a fim de avaliar a estabilidade da bromelina nas bases dermatológicas. As formulações permaneceram estáveis quanto a suas características organolépticas (aspecto, cor, odor, sensibilidade ao tato) apenas quando mantidas a 4°C, com atividade remanescente de 84,9%, 73,8%, 95,5%, 77,7% e 72,3% após 90 dias de teste em creme e loção Lanette, gel de Carbopol e creme e loção da Chemyunion, respectivamente. Baseando-se nestes resultados, foi possível purificar bromelina de casca de abacaxi e incorporá-la em bases dermatológicas mantendo se sua atividade mais estável quando estas bases foram mantidas em geladeira a 4ºC / Abstract: Bromelain is a proteolytic enzyme found in vegetable tissues like peel, stem, fruit and leaves of the Bromeliaceae family including pineapple (Ananas comosus). Bromelain is known for its therapeutic effects, being useful in the treatment of several health problems such as digestive disorders, burns and inflammation. This work aimed the purification of the enzyme bromelain from pineapple peel for potential therapeutic application in dermatological bases. It was shown that it is possible to purify bromelain extracted from pineapple peel, a waste in food industry, in a downstream processing, including ammonium sulfate precipitation (40-80%), followed by desalting and freeze-drying with a 75% activity recovery. Ion exchange chromatography on diethylaminoethyl-agarose (DEAE-Sepharose) was able to separate polysaccharides from the enzyme, which was recovered in the elution step, maintaining its enzymatic activity. The enzyme was then incorporated in Lanette cream and lotion, Carbopol gel and Chemyunion cream and lotion at a concentration of 5 mg enzyme per mL of dermatological bases. These bases were subjected to centrifugation test and accelerated stability test during 90 days at 25°C (with and without sunlight), 37°C and 4°C, in order to evaluate bromelain stability in a dermatologic formulation. The formulations were stable as its organoleptic characteristics (appearance, color, smell and sensitivity to touch) only when kept at 4ºC with activity remaining 84.9%, 73.8%, 95.5%, 77.7 % and 72.3% after 90 days of testing in Lanette cream and lotion, Carbopol gel and Chemyunion cream and lotion, respectively. Based on the results, it was possible to purify bromelain from pineapple peel and to incorporate it in dermatological bases maintaining the activity stabler when these bases were kept in refrigerator at 4ºC / Doutorado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Doutora em Engenharia Quimica

Orientador: Eleonora Cano Carmona / Banca: Aline Aparecida Pizzirani Kleiner / Banca: Helia Hamuri Sato / Banca: Rosa dos Prazeres M.F. Inocentes / Banca: Marcia Regina Brochetto Braga / Resumo: Enzimas degradadoras de xilana, principal componente da hemicelulose, têm sido utilizadas em várias aplicações biotecnológicas, sendo que em alguns processos é necessário o uso de enzimas purificadas. Aplicações comerciais para as enzimas xilanolíticas envolvem a hidrólise enzimática da xilana, que está presente nos resíduos agrícolas e agroindustriais, sendo convertido a xilose e outros açúcares, que podem ser utilizados como substratos em processos fermentativos para a obtenção de proteínas celulares, combustíveis líquidos e outras substâncias químicas. A utilização destas enzimas também diminui a liberação de agentes poluentes em determinados efluentes, como da indústria de polpa de celulose. Xilanases e β- xilosidases são produzidas principalmente por bactérias e fungos, sendo que em geral, os fungos as produzem em níveis mais elevados. O gênero Penicillium apresenta espécies já caracterizadas como boas produtoras destas enzimas. Uma linhagem deste gênero, isolada de solo brasileiro, na região da Mata Atlântica e identificada como Penicillium sclerotiorum destacou-se por produzir xilanase em níveis elevados. O objetivo deste trabalho consistiu na avaliação da influência das condições de cultivo sobre a produção do complexo xilanolítico produzido por P. sclerotiorum, na caracterização físico-química desse sistema, bem como purificação e caracterização bioquímica de seus principais componentes. Por meio da determinação das condições ótimas de produção e da caracterização deste complexo enzimático foi possível estabelecer metodologias eficientes de purificação de xilanases e uma β-xilosidase. Através da caracterização físico-química das enzimas purificadas, foi possível avaliar seu potencial biotecnológico, visando futuras aplicações em processos industriais. / Abstract: Xylan degrading enzymes, the main component of hemicellulose, have been used in various biotechnological applications, and in some cases the use of purified enzymes is necessary. Commercial applications of xylanolytic enzymes involve the enzymatic hydrolysis of xylan, which is present in agricultural and agro-industrial wastes, and can be converted to xylose and other sugars, which can be further used as substrates in fermentation processes to obtaining cellular protein, liquid fuels and other chemicals. The utilization of these enzymes also decreases the release of certain pollutants in wastewater, as in the pulp and paper industry. Xylanases and β-xilosidases are mainly produced by bacteria and fungi, and in general, the fungi produce them at higher levels. The genus Penicillium presents species already characterized as good producers of these enzymes. One strain of this genus isolated from Brazilian soil in the Mata Atlântica region and identified as Penicillium sclerotiorum attracted attention by producing xylanase in high levels. The objective of this study was to evaluate the influence of culture conditions on the production of the xylanolytic complex produced by P. sclerotiorum to characterize physical and chemical properties of this system as well to purify and biochemical characterize its main components. By determining optimal conditions for production and by characterizing this enzymatic complex it was possible to establish efficient methodologies for purification of xylanases and one β-xylosidase. Through their physical and chemical characterization, it was possible to evaluate their biotechnological potential for future applications in industrial processes. / Doutor

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:55Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-08-07Bitstream added on 2014-06-13T19:22:45Z : No. of bitstreams: 1 knob_a_dr_rcla.pdf: 1207813 bytes, checksum: 318e70abc84de2d440d3a9b60c7b7088 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Enzimas degradadoras de xilana, principal componente da hemicelulose, têm sido utilizadas em várias aplicações biotecnológicas, sendo que em alguns processos é necessário o uso de enzimas purificadas. Aplicações comerciais para as enzimas xilanolíticas envolvem a hidrólise enzimática da xilana, que está presente nos resíduos agrícolas e agroindustriais, sendo convertido a xilose e outros açúcares, que podem ser utilizados como substratos em processos fermentativos para a obtenção de proteínas celulares, combustíveis líquidos e outras substâncias químicas. A utilização destas enzimas também diminui a liberação de agentes poluentes em determinados efluentes, como da indústria de polpa de celulose. Xilanases e β- xilosidases são produzidas principalmente por bactérias e fungos, sendo que em geral, os fungos as produzem em níveis mais elevados. O gênero Penicillium apresenta espécies já caracterizadas como boas produtoras destas enzimas. Uma linhagem deste gênero, isolada de solo brasileiro, na região da Mata Atlântica e identificada como Penicillium sclerotiorum destacou-se por produzir xilanase em níveis elevados. O objetivo deste trabalho consistiu na avaliação da influência das condições de cultivo sobre a produção do complexo xilanolítico produzido por P. sclerotiorum, na caracterização físico-química desse sistema, bem como purificação e caracterização bioquímica de seus principais componentes. Por meio da determinação das condições ótimas de produção e da caracterização deste complexo enzimático foi possível estabelecer metodologias eficientes de purificação de xilanases e uma β-xilosidase. Através da caracterização físico-química das enzimas purificadas, foi possível avaliar seu potencial biotecnológico, visando futuras aplicações em processos industriais. / Xylan degrading enzymes, the main component of hemicellulose, have been used in various biotechnological applications, and in some cases the use of purified enzymes is necessary. Commercial applications of xylanolytic enzymes involve the enzymatic hydrolysis of xylan, which is present in agricultural and agro-industrial wastes, and can be converted to xylose and other sugars, which can be further used as substrates in fermentation processes to obtaining cellular protein, liquid fuels and other chemicals. The utilization of these enzymes also decreases the release of certain pollutants in wastewater, as in the pulp and paper industry. Xylanases and β-xilosidases are mainly produced by bacteria and fungi, and in general, the fungi produce them at higher levels. The genus Penicillium presents species already characterized as good producers of these enzymes. One strain of this genus isolated from Brazilian soil in the Mata Atlântica region and identified as Penicillium sclerotiorum attracted attention by producing xylanase in high levels. The objective of this study was to evaluate the influence of culture conditions on the production of the xylanolytic complex produced by P. sclerotiorum to characterize physical and chemical properties of this system as well to purify and biochemical characterize its main components. By determining optimal conditions for production and by characterizing this enzymatic complex it was possible to establish efficient methodologies for purification of xylanases and one β-xylosidase. Through their physical and chemical characterization, it was possible to evaluate their biotechnological potential for future applications in industrial processes.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:55Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-07-12Bitstream added on 2014-06-13T21:05:13Z : No. of bitstreams: 1 blanco_kc_dr_rcla_parcial.pdf: 165788 bytes, checksum: 441eba3e7f81a4045fd71fd169810c38 (MD5) Bitstreams deleted on 2015-06-03T11:42:26Z: blanco_kc_dr_rcla_parcial.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2015-06-03T11:43:59Z : No. of bitstreams: 1 000722980_20150710.pdf: 153337 bytes, checksum: ef6f673ca2880afc3824d702fd97308c (MD5) Bitstreams deleted on 2015-08-03T12:21:09Z: 000722980_20150710.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2015-08-03T12:22:22Z : No. of bitstreams: 1 000722980.pdf: 702124 bytes, checksum: 076acfb344282eec1bfa2c15d2efa0a1 (MD5) / As ciclodextrinas (CDs) resultam da degradação do amido por ciclodextrina glicosiltransferase (CGTases) produzidas principalmente pelo gênero Bacillus. As CDs são oligossacarídeos cíclicos capazes de formar complexos de inclusão com uma grande variedade de moléculas modificando suas características indesejadas sendo assim muito utilizadas em vários setores industriais. A linhagem bacteriana Gram-positiva e formadora de esporos nomeada como CGII foi isolada de águas residuárias de uma fábrica de farinha de mandioca em Ribeirão Bonito, São Paulo, Brasil e submetidos a estudos filogenéticos e testes bioquímicos. O planejamento composto central foi então utilizado para optimizar a composição do meio e as condições de cultivo para a produção da enzima ciclodextrina glicosiltransferase (CGTase) em frascos agitados e em biorreatores. As características físico-químicas e bioquímicas da CGTase como pH e temperatura óptima; estabilidade em temperatura e pH; a influência de substâncias; cinética enzimática e produção de ciclodextrina foram avaliadas após purificação em cromatografia de afinidade usando a β-CD como ligante. Neste trabalho também foram investigadas novas aplicações da ciclodextrina produzida pela CGTase de B. lehensis: A síntese de fases sólidas de nanopartículas de óxido de ferro magnético (Fe4O3), óxido de cobre (CuO) e prata metálica (Ago) a partir de CDs por síntese hidrotérmica, usando CDs. As nanopartículas foram caracterizadas por difração de raios-x, espectroscopia de infravermelho e microscopia eletrônica de varredura. A enzima CGTase também foi imobilizada por ligação covalente no suporte magnetita síntetizada anteriormente, a qual foi silinalizado com 3-aminopropiltrimetilsilano e ativada com glutaraldeido. A sequência do gene 16S rRNA apresentou maior grau de similaridade com... / Cyclodextrins (CDs) are obtained from starch degradation by enzyme cyclodextrin glycosyltransferase (CGTases) produced mainly by Bacillus genus. The CDs are cyclic oligosaccharides capable of forming inclusion complexes with a wide variety of molecules, modifying their unwanted characteristics and, therefore are widely used in various industrial sectors. The bacterial strain Gram-positive and spore-forming named CGII was isolated from wastewater from a cassava mill in São Paulo, Brazil and subjected to phylogenetic studies and biochemical tests. A central composite design was then used to optimize the medium composition and culture conditions for the production of the enzyme cyclodextrin glycosyltransferase (CGTase) in bioreactors. The physicochemical and biochemical proprieties of CGTase as pH and temperature optimum, stability to pH and temperature, the influence of substances, enzyme kinetics and production of cyclodextrin were evaluated after purification by affinity chromatography using β-CD as a ligand. In this work new applications of cyclodextrin produced by CGTase from B. lehensis were also investigated. The solid phase synthesis of nanoparticles magnetic iron oxide (Fe4O3), copper oxide (CuO) and metallic silver (Ag) by hydrothermal synthesis using CDs were characterized by x-ray, infrared, and scanning electron microscopy. The enzyme CGTase was also immobilized on the support by covalent bond to the synthesized magnetite, which has been silylazed with 3- aminopropil-trimetilsilano and activated with glutaraldehyde. The 16S rRNA gene sequence indicated the highest degree of similarity to strains of Bacillus genomic MLB2 lehensis (100%). The response surface methodology showed that the model for the optimization of CGTase of B. lehensis reached a good level of agreement with experimental... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Jonas Contiero / Coorientador: Francisco José dos Santos / Banca: Eliana Setsuko Kamimura / Banca: Miguel Jafelicci Junior / Banca: Flávio Faria de Moraes / Banca: Luis Henrique Souza Guimarães / Resumo: As ciclodextrinas (CDs) resultam da degradação do amido por ciclodextrina glicosiltransferase (CGTases) produzidas principalmente pelo gênero Bacillus. As CDs são oligossacarídeos cíclicos capazes de formar complexos de inclusão com uma grande variedade de moléculas modificando suas características indesejadas sendo assim muito utilizadas em vários setores industriais. A linhagem bacteriana Gram-positiva e formadora de esporos nomeada como CGII foi isolada de águas residuárias de uma fábrica de farinha de mandioca em Ribeirão Bonito, São Paulo, Brasil e submetidos a estudos filogenéticos e testes bioquímicos. O planejamento composto central foi então utilizado para optimizar a composição do meio e as condições de cultivo para a produção da enzima ciclodextrina glicosiltransferase (CGTase) em frascos agitados e em biorreatores. As características físico-químicas e bioquímicas da CGTase como pH e temperatura óptima; estabilidade em temperatura e pH; a influência de substâncias; cinética enzimática e produção de ciclodextrina foram avaliadas após purificação em cromatografia de afinidade usando a β-CD como ligante. Neste trabalho também foram investigadas novas aplicações da ciclodextrina produzida pela CGTase de B. lehensis: A síntese de fases sólidas de nanopartículas de óxido de ferro magnético (Fe4O3), óxido de cobre (CuO) e prata metálica (Ago) a partir de CDs por síntese hidrotérmica, usando CDs. As nanopartículas foram caracterizadas por difração de raios-x, espectroscopia de infravermelho e microscopia eletrônica de varredura. A enzima CGTase também foi imobilizada por ligação covalente no suporte magnetita síntetizada anteriormente, a qual foi silinalizado com 3-aminopropiltrimetilsilano e ativada com glutaraldeido. A sequência do gene 16S rRNA apresentou maior grau de similaridade com... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Cyclodextrins (CDs) are obtained from starch degradation by enzyme cyclodextrin glycosyltransferase (CGTases) produced mainly by Bacillus genus. The CDs are cyclic oligosaccharides capable of forming inclusion complexes with a wide variety of molecules, modifying their unwanted characteristics and, therefore are widely used in various industrial sectors. The bacterial strain Gram-positive and spore-forming named CGII was isolated from wastewater from a cassava mill in São Paulo, Brazil and subjected to phylogenetic studies and biochemical tests. A central composite design was then used to optimize the medium composition and culture conditions for the production of the enzyme cyclodextrin glycosyltransferase (CGTase) in bioreactors. The physicochemical and biochemical proprieties of CGTase as pH and temperature optimum, stability to pH and temperature, the influence of substances, enzyme kinetics and production of cyclodextrin were evaluated after purification by affinity chromatography using β-CD as a ligand. In this work new applications of cyclodextrin produced by CGTase from B. lehensis were also investigated. The solid phase synthesis of nanoparticles magnetic iron oxide (Fe4O3), copper oxide (CuO) and metallic silver (Ag) by hydrothermal synthesis using CDs were characterized by x-ray, infrared, and scanning electron microscopy. The enzyme CGTase was also immobilized on the support by covalent bond to the synthesized magnetite, which has been silylazed with 3- aminopropil-trimetilsilano and activated with glutaraldehyde. The 16S rRNA gene sequence indicated the highest degree of similarity to strains of Bacillus genomic MLB2 lehensis (100%). The response surface methodology showed that the model for the optimization of CGTase of B. lehensis reached a good level of agreement with experimental... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientadores: Telma Teixeira Franco, Reginaldo Guirardello / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-28T22:33:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_EveraldoSilvinodos_D.pdf: 4348712 bytes, checksum: f3506ac5746394a5083752c78e0b99b3 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: O presente trabalho refere-se ao uso da técnica de adsorção em lejto expandido para recuperar e purificar enzimas. Aspectos fundamentais da adsorção em leito expandido são abordados, utilizando lisozima e soro albumina bovina como proteínas modelo, e as enzimas, gliceraldeído-3-fosfato desidrogenase de Saccharomyces cerevisae, xilanase (extrato comercial) e quitosanase produzida por Bacil/us cereus. A avaliação da influência do uso de dois distribuidores, poroso e do tipo prato perfurado, mostrou que o distribuidor do tipo prato perfurado favoreceu mais à adsorção em leito expandido e que os adsorventes Streamline@ SP e Streamline@ DEAE possuem uma ampla distribuição de tamanho de partículas favorecendo ao fenômeno de segregação (Capítulo 2 - Artigo publicado no IEX 2000 (Cambridge/UK)). O uso de um processo integrado para recuperar e purificar a enzima intracelular Gliceraldeído 3-fosfato desidrogenase mostrou-se bem sucedido. O desempenho hidrodinâmico e cromatográfico foi estudado usando um adsorvente de estrutura pelicular (Pellicular) e dois adsorventes porosos comerciais (Stream1ine e Macrosorb) . Os resultados mostraram que o adsorvente Pellicular apresentou as melhores propriedades hidrodinâmicas e cromatográficas. (Capítulo 3 - Artigo em parceria e que será submetido à periódico internacional). O estudo da influência do uso de uma altura do leito empacotado, de 0,050 m e de 0,075 m na ALE operando-se em 10% da curva de ruptura, mostrou que uma altura de 0,075 m foi mais eficiente. Para o sistema lisozima - Streamline@ DEAE o rendimento aumentou com o aumento da velocidade linear enquanto que para o sistema BSA - Streamline@ SP esse fato não foi observado. Neste caso, para o sistema BSA - Streamline@ SP, a transferência de massa parece ser limitada pela menor densidade de carga acarretando assim em menores valores de eficiência em 10% de ruptura. (Capítulo 4 - Artigo aceito para publicação no periódico Biosepara_ion). O estudo da influência do conteúdo de células na adsorção em leito expandido mostrou que quando foi utilizado o extrato com o conteúdo de 5% de células (peso úmido), em leito expandido, o desempenho da purificação foi comprometido. (Capítulo 5 - Artigo aceito para publicação no periódico Joumal of Chromatography A). A adsorção de quitosanase de um caldo de fermentação de Baci/lus cereus em leito empacotado permitiu à obtenção de um pico com um fator de purificação de 7,6 e uma recuperação de 67,4% que eluiu com 0,51 M de NaCL Valores muito próximos a estes foram obtidos com o uso da adsorção em leito expandido com ambos os caldos, bruto e clarificado. Eletroforese em gel de poliacrilamida (SDS­P AGE) realizada para o tubo que exibiu a maior atividade, quando o leito foi no modo expandido e com células, mostrou a presença de duas bandas. Este fato sugere três possibilidades, a existência de duas quitosanases, a presença de um proteína contaminante ou a existência de uma quitosanase com duas sub-unidades (dímera). Entretanto, grande parte dos contaminantes foram separados da quitosanase em uma única etapa. (Capítulo 6 - Artigo que será submetido à um periódico internacional) / Abstract: This work deals with the application of Expanded Bed Adsorption (EBA) to recovery and purify enzymes. Model proteins, lisozyme and bovine serum albumin (BSA), as well as some enzymes, glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase (G3PDH) from baker's yeast, xylanase (from a commercial extract) and chitosanase from Bacil/us cereus were used to study the EBA background and application. The influence of two distributor (porous and perfurated plate) showed that the perfurated plate distributor was more favorable for the EBA. The Strearnline@ SP and the Strearnline@ DEAE adsorbents have a wide size distribution favourable for the segregation phenomena. (Chapter 2 - artic1e published in IEX 2000 (Carnbridge/UK». An integrated process was successful to recover and to purify an intracellular enzyme, Glyceraldehyde 3-Phosphate Dehydrogenase (G3PDH). Performance of the hydrodynamic and chromatographic properties using a pellicular adsorbent (Pellicular) and two porous commercial adsorbents (Stream1ine and Macrosorb) showed that the former presented the best hydrodynarnic and chromatographic properties. (Chapter 3 - paper that wiil be submmited to an international journal). The influence of two settled bed height, 0.050 m and 0.075m, respectively, in the EBA operating at 10% of the breaktrough curve, showed that the former was more efficient. For the lisozyme - Strearnline@ DEAE system yield increased with the increase of the velocity while for the BSA - Strearnline@ SP system this behaviour was not observed. In this case, mass transfer seems to be limited problably due to its lower charge density. (Chapter 4 - paper accepted for publication in the Bioseparation Journal). The influence of cell contents in the EBA using a 5% (wet weight) cell content showed that the purification perfonnance was hampered. (Chapter 5 ­paper accepted for publication in the Journal ofChromatography A). The chitosanase adsorption of fermentation broth from Bacillus cereus, in packed mode, showed a chitosanase peak that eluted with 0.51 M NaCl, in this case a 7.6-fold purification factor with 67.4% of activity recovery were obtained. Similar values were obtained for both c1arified and unc1arified fermentation broth using the bed in the expanded mode. Experiment in expanded mode showed that two bands were present in the peak showing the highest activity, this suggests three possibilities, the existence of two chitosanases, the existence of a contaminant protein or the existence of a chitosanase with two sub-units. However, it was possible to separate the chitosanase from the-main contaminants in just one step. (Chapter 6 - paper that will be submitted to an international journal) / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química