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ImobilizaÃÃo de uma β-galactosidase produzida por Kluyveromyces lactis NRRL Y-1564 cultivada em soro de leite. / Imobilization of β-galactosidase from Kluyveromyces lactis NRRL Y-1564 grown in whey.

Ariosvana Fernandes Lima 24 February 2012 (has links)
The enzymatic hydrolysis of lactose by β-galactosidase plays an important role in the processing of dairy products, such as the production of milk containing low concentrations of lactose, the prevention of crystallization in dairy products, and the use of galactosyltransferase for synthesizing galacto-oligosaccharides. In this context, this work aims to study how Kluyveromyces strains can be used to produce β-galactosidase from an agro-industrial by-product such as whey. The species studied were K. marxianus (LAMI CE 025, CCA 510, ATCC 36907) and K. lactis(NRRL Y-1564 and Y-4087). This work also aims to investigate the immobilization of the enzyme onto chitosan and determine its properties such as the optimal operating pH and temperature, the thermal stability of the enzyme, the thermal desnaturation constant, the half-life and the kinetic parameters Km and Vmax using ONPG as substrate of the enzyme β-galactosidase from Kluyveromyces lactis strain NRRL Y1564. K. marxianus LAMI CE 025 and CCA 510 did not consume lactose of the complex medium. The other strains were studied for β-galactosidase production in whey. The maximum enzymatic activity of 3.7 U/mL was achieved by K. lactis NRRL Y-1564 after 12h of fermentation at 180 rpm and 30ÂC, being selected as a microorganism for β-galactosidase production. The optimal pH for soluble β-gal activity was found to be 6.5 while the optimal pH for immobilized β-gal activity was found to be 7.0, while the optimal operating temperatures were 50ÂC and 37ÂC, respectively. The soluble and immobilized enzyme showed similar deactivation profiles at 40ÂC. For more than 200 min, both biocatalysts showed the same stability, retaining approximately 50 % of their initial activities. However, However, the immobilized enzyme showed an increased stability (8 times) at 50ÂC. In the lactose hydrolysis at 37ÂC and pH 7.0 by soluble enzyme was observed a conversion of 58.68% using a enzymatic charge of 2.0 U and 17.57% to 0.5 U. The immobilized enzyme was reused for 10 cycles, showing a good operational stability by retaining more than 74% of its initial activity. The immobilized enzyme retained 100% of its initial activity when it was stored at 4ÂC and pH 7.0 for a period of 93 days. The soluble β-galactosidase lost 9.4% of its initial activity when it was stored at the same conditions. According to these results, an alternative culture medium prepared by using deproteinized whey supplemented with yeast extract was efficiently used for the production of β-galactosidase through the cultivation of Kluyveromyces strains. Chitosan activated with glutaraldehyde is a suitable alternative low cost support for β-galactosidase immobilization, providing the immobilized enzyme with higher thermal, operational and storage stabilities in comparison with the soluble enzyme. / A hidrÃlise enzimÃtica da lactose por β-galactosidase desempenha importante papel no processamento de produtos lÃcteos, sendo uma das aplicaÃÃes à obtenÃÃo de leite com lactose reduzida para o consumo por indivÃduos com intolerÃncia à lactose, produÃÃo de cÃpsulas de enzimas para tratamento e a prevenÃÃo da cristalizaÃÃo em produtos lÃcteos. Neste contexto, este trabalho foi desenvolvido visando a seleÃÃo de cepas de Kluyveromyces produtoras da enzima β-galactosidase usando um resÃduo agroindustrial, o soro de leite como meio de cultivo. Inicialmente, realizou-se a seleÃÃo de espÃcies de Kluyveromyces capazes de produzir β- galactosidase utilizando lactose como fonte de carbono, em meio complexo e posteriormente em soro de leite (50 g/L de lactose) desproteinado e suplementado com extrato de levedura (1 g/L). ApÃs definir a levedura que apresentava maior produÃÃo da enzima de interesse, estudou-se a produÃÃo e a viabilidade de imobilizÃ-la em quitosana. ApÃs, caracterizou-se a enzima solÃvel e imobilizada, consistindo na determinaÃÃo do pH e temperatura Ãtimos, estabilidade tÃrmica, estimativa dos parÃmetros termodinÃmicos e determinaÃÃo dos parÃmetros cinÃticos Km e VmÃx usando como substrato ONPG. As cepas de K. marxianus LAMI CE025 e CCA 510 nÃo consumiram lactose em meio complexo. As demais cepas foram avaliadas quanto à produÃÃo de β-galactosidase em soro de leite. A atividade mÃxima de 3,7 U/mL foi obtida por K. lactis NRRL Y-1564 apÃs 12 h de cultivo a 180 rpm e 30ÂC, sendo selecionada como micro-organismo para a produÃÃo da β-galactosidase. O pH Ãtimo para a enzima solÃvel e imobilizada foram 6,5 e 7,0, respectivamente, e temperatura Ãtima de 50 e 37ÂC para a β-galactosidase solÃvel e imobilizada, respectivamente. A enzima solÃvel e imobilizada mostrou perfis semelhantes de desactivaÃÃo a 40  C. Durante mais de 200 min, ambos os biocatalisadores mostrou a mesma estabilidade, retendo cerca de 50% da sua actividade inicial. Entretanto, a 50ÂC, a enzima imobilizada mostrou uma maior estabilidade tÃrmica, sendo 8 vezes mais estÃvel. Os parÃmetros cinÃticos Km e VmÃx foram 3,34 mM e 1,78 mM/min para a β-galactosidase solÃvel comparado com 3,68 mM e 3,38 mM.min para a enzima imobilizada. Na hidrÃlise de lactose utilizando a enzima solÃvel a 37ÂC e pH 7,0 foi verificada uma conversÃo de 30,77% da lactose para a carga de 2,0 U e 9,8% usando 0,5 U. ApÃs o 10 reciclo de uso, a enzima imobilizada reteve 74% da atividade inicial. A β-galactosidase imobilizada, estocada em tampÃo fosfato de potÃssio pH 7,0 a 4ÂC manteve 100% de sua atividade enzimÃtica inicial no perÃodo de 93 dias. A β-galactosidase solÃvel perdeu 9,4% de sua atividade inicial quando foi estocada nas mesmas condiÃÃes. De acordo com os resultados obtidos, o soro de leite mostrou-se uma fonte de carbono alternativa para produÃÃo de β-galactosidase de K. lactis NRRL Y1564 e a quitosana ativada com glutaraldeÃdo à um suporte alternativo adequado de baixo custo para imobilizaÃÃo da β-galactosidase, proporcionando a enzima imobilizada estabilidades tÃrmicas, operacional e de armazenamento comparado com a enzima solÃvel.
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Estudo de imobilizaÃÃo da lipase do tipo B de Candida antarctica em silicato mesoporoso nanoestruturado (SBA-15) visando a aplicaÃÃo em reaÃÃes de elevado interesse industrial / Lipase immobilization Study Type B of Candida antarctica in nanostructured mesoporous silicate (SBA-15) targeting the application of high industrial interest reactions

Nathalia Saraiva Rios 24 February 2016 (has links)
CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / A lipase do tipo B de Candida antarctica recombinante expressa em Pichia pastoris pela inserÃÃo de um DNA externo (LIPB) foi imobilizada em sÃlica mesoporosa nanoestruturada (SBA-15) pelo mÃtodo da adsorÃÃo (SBA-15-LIPB) e ligaÃÃo covalente (SBA-15-APTES-GA-LIPB e SBA-15-APTES-DVS-LIPB). A influÃncia do tempo de contato enzima-suporte e do pH do meio foram avaliados para a produÃÃo dos biocatalisadores. A estabilidade tÃrmica das enzimas imobilizadas foi avaliada e os resultados mostraram que o SBA-15-APTES-GA-LIPB possui maior estabilidade tÃrmica com um t1/2 = 36,91 min enquanto o derivado SBA-15-APTES-DVS-LIPB teve t1/2= 11,83 min e o SBA-15-LIPB teve t1/2= 8,5 min, a 50 ÂC. No entanto, o SBA-15-LIPB possui maior estabilidade em solventes orgÃnicos do que os biocatalisadores produzidos por ligaÃÃo covalente. Assim, o biocatalisador SBA-15-LIPB (CondiÃÃes otimizadas: 100 % de atividade recuperada em um tempo de contato de 1 hora, pH 7) foi aplicado em uma reaÃÃo modelo de esterificaÃÃo, que à a sÃntese de Ãsteres de cadeia curta, o butirato de metila e etila. Os resultados mostraram que, em condiÃÃes otimizadas de esterificaÃÃo (temperatura: 37 ᵒC, tipo de solvente: hexano para o butirato de metila e iso-octano para a sÃntese do butirato de etila, a concentraÃÃo de substrato: 0,2 M, proporÃÃo molar de substratos de 1: 1, tempo de reaÃÃo: 12 h), as conversÃes foram: 79,25% para a sÃntese de butirato de metila e 86,52% para a sÃntese de butirato de etila. O biocatalisador SBA-15-LIPB exibiu elevada atividade e estabilidade operacional na sÃntese do butirato de metila e butirato de etila, por esterificaÃÃo, depois de cinco e seis ciclos sucessivos de 12 horas cada, respectivamente. Os biocatalisadores SBA-15-APTES-GA-LIPB e SBA-15-APTES-DVS-LIPB foram aplicados em uma reaÃÃo modelo de hidrÃlise, que à a resoluÃÃo cinÃtica do acetato de feniletila. Os dados experimentais mostraram que foram obtidos resultados positivos para ambos os biocatalisadores, mas o biocatalisador SBA-15-APTES-GA-LIPB foi mais eficiente, produzindo excessos enantiomÃricos de 99 %, conversÃo de 50 % e razÃo enantiomÃrica de 1057. / A recombinant Candida antarctica lipase B expressed in Pichia pastoris by insertion of an external DNA (LIPB) was i mmobilized in nanostructured mesoporous silicas of SBA - 15 type by physical adsorption (SBA - 15 - LIPB) and covalent attachment (SBA - 15 - APTES - GA - LIPB e SBA - 15 - APTES - DVS - LIPB ) . Influence of contact time enzyme - support and the medium pH were ev aluated to the production of biocatalyst s . T he thermal stability of immobilized enzymes were evaluated and the results showed that the SBA - 15 - APTES - GA - LIPB has the best thermal stability with t 1/2 = 36,91 min while the SBA - 15 - APTES - DVS - LIPB has t 1/2 = 11,83 min and the SB A - 15 - LIPB has t 1/2 = 8,5 min, a t 50 ÂC . However, the SBA - 15 - LIPB has high stability in organic solvents than the biocatalysts produced by covalent attachment. Therefore, the biocatalyst SBA - 15 - LIPB (Optimized conditions: 100 % of the recovery activity an 1 hour of contact time, pH 7) was applied in a model esterification reaction in the short chain esters synthesis, the methyl and ethyl butyrate. The results showed that in optimized conditions of esterification (temperatur e: 37 ᵒ C, solvent type: hexane for the methyl butyrate and isooctane for ethyl butyrate synthesis, substrate concentration: 0,2 mol/L, molar ratio of substrates 1:1, time of reaction: 12 h) the conversions were: 79.25 % for the methyl butyrate synthesis an d 86.52 % for ethyl butyrate synthesis. The biocatalyst SBA - 15 - LIPB exhibited high activity and operational stability on the methyl and ethyl butyrate synthesis by esterification after five and six successive cycles of 12 h each, respectively. The biocatalysts SBA - 15 - APTES - GA - LIPB and SBA - 15 - APTES - DVS - LIPB were applied in a model hydrolysis reaction in the kinetic resolution of the phenylethyl acetate . The experimental data showed that were obtained positive results for both biocatalysts, but t he biocatalyst SBA - 15 - APTES - GA - LIPB was more efficient, producing enantiomeric excess 99 %, conversio n 50 % and enantiomeric ratio 1057.
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FacilitaÃÃo como atenuante do estresse ambiental entre populaÃÃes microbianas imobilizadas. / Facilitation as attenuating of environmental stress on immobilized microbial populations

Suzana ClÃudia Silveira Martins 14 December 2012 (has links)
A facilitaÃÃo como atenuante do estresse ambiental, resultante de atividades antrÃpicas, entre populaÃÃes microbianas imobilizadas, Ã o principal objetivo do presente estudo, que foi dividido em cinco capÃtulos. O primeiro consta do estado da arte sobre imobilizaÃÃo microbiana, importÃncia das interaÃÃes facilitadoras entre espÃcies sob estresse ambiental e a imobilizaÃÃo celular como ferramenta para aumentar a eficiÃncia de tratamento de poluentes tÃxicos em Ãguas residuÃrias de origem industrial. No segundo capÃtulo, foi definido o tipo de espuma de poliuretano e meio de cultura a ser usado para imobilizaÃÃo natural. No terceiro, testes qualitativos e quantitativos foram realizados para seleÃÃo de linhagens microbianas ambientais com potencial para adesÃo celular. O quarto capÃtulo constou da avaliaÃÃo do efeito de estresse ambiental sobre populaÃÃes microbianas imobilizadas em monocultivo. No quinto e Ãltimo capÃtulo, as linhagens microbianas selecionadas foram imobilizadas consorciadas e foi testado o efeito de estresse fisiolÃgico, sobre o valor adaptativo de populaÃÃes microbianas, indicativo do tipo de interaÃÃo predominante entre espÃcies. O potencial das linhagens para processos de biotransformaÃÃo de poluentes quÃmicos tÃxicos tambÃm foi investigado. Os resultados mostraram a espuma de poliuretano de 23 kg/m3 e caldo Luria-Bertani 1/10 como adequados para retenÃÃo de aproximadamente 107 UFC/cm2 cÃlulas da bactÃria Pseudomonas aeruginosa ATCC 25619. Entre as linhagens microbianas de origem ambiental a bactÃria Serratia marcescens e a levedura C. rugosa mostraram melhor potencial de adesÃo. As cÃlulas dessas culturas, imobilizadas sobre espuma de poliuretano, foram mais resistentes ao fenol que as respectivas cÃlulas em suspensÃo. Quando consorciadas, as duas linhagens apresentaram melhor valor adaptativo na presenÃa do fenol, em relaÃÃo Ãs mesmas cÃlulas imobilizadas em cultivo individual, comprovando a prevalÃncia das interaÃÃoes facilitadoras entre as populaÃÃes avaliadas / The attenuating influence of facilitate or positive interactions between immobilized and associated microbial populations under environmental stresse conditions is the main objective of this study. In this perspective, five chapters were developed. The first shows the state of the art of microbial immobilization, importance of facilitating interactions between species under environmental stress and cell immobilization as a tool to increase the efficiency of treatment of toxic pollutants in industrial wastewaters. In the second chapter was defined the type of polyurethane foam and the culture medium to be used for natural immobilization. In the third, qualitative and quantitative tests were conducted for selection of environmental microbial strains with potential for cell adhesion. The fourth chapter consisted of the evaluation of the effect of environmental stress on microbial populations immobilized in monoculture. In the fifth and last chapter, the selected microbial strains were immobilized in consortium and tested the effect of a physiological stress on the adaptive value of microbial populations, indicative of the predominant type of interaction between the species. The potential of strains for biotransformation processes of toxic chemical pollutants was also investigated. The results showed polyurethane foam of 23 kg/m3 immersed in Luria-Bertani broth diluted ten fold, as appropriate for cell retention of about 107 cells of Pseudomonas aeruginosa ATCC 25619. Among environmental microbial strains the Serratia marcescens bacterium and the yeast C. rugosa showed better adhesion potential. Individual microbial cells immobilized on polyurethane foam were more resistant to phenol than the respective cell suspensions. When associated, the two strains showed better adaptive value in the presence of phenol, compared to the same cells immobilized in individual cultivation, proving the prevalence of facilitative interactions between microbial populations.
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Chemoenzymatic synthesis of (S)-Pindolol using lipases / SÃntese quimioenzimÃtica do (S) - Pindolol utilizando lipases

Gledson Vieira Lima 25 February 2015 (has links)
The present work refers to the development of a biocatalytic process of the synthesis of the (S)-Pindolol, a drug used as a beta-blocker in the treatment of hypertension and cardiac arrhythmia. Moreover, this drug is an antagonist of the auto receptor 5-HT1AÂÂ, that favours the combination between medications of the selective serotonin reuptake inhibitors group (SSRIÂs), which can accelerate or increase the therapeutic efficacy of the antidepressants. The initial strategy in the process development includes, as the first step, the enzymatic kinetic resolution of a mixture of the rac - acetato de 1 - (clorometil)-2-(1H-indol-4-iloxi)etila, in the presence of the Pseudomonas fluorescens lÃpase, for obtainment of c = 50%; ee = 94% and E = 115, after 24h. The second step involved the purification and enzymatic hydrolysis of the enatiomerically pure compound acetato de (R)-acetato de 1-(clorometil)-2-(1H-indol-4-iloxi)etila, which served as substrate for the Candida rugosa lipase for production of the enantiomerically pure alcohol (R)-1-cloro-3-(1H-indol-4-iloxi)-2-propanol. From the perspective of the Green Chemistry precepts and sustainability, it was investigated the enzymatic immobilization by covalent bond formation of the enzymatic biocatalysts of the C. rugosa and P. fluorescens lipases. The utilization of the solid supports to enzyme immobilization has many advantages, such as the recovery of the biocatalyst from the reaction medium to be reutilized, limitation of the conformational variations, stability to variation of the reaction medium as the pH variation and temperature variation. The support studied in this work was the functionalized nanosilica by ATPES and glutaraldehyde. The results of the kinetic resolution of the rac - acetato de 1 - (clorometil)-2-(1H-indol-4-iloxi)etila by immobilized enzymes of the P. fluorescens were c = 47%; ee = 97% and E = 150; 12h in 10 cicles of reuse with 97% of ee. While the asymmetric hydrolysis of the (R)-acetato de 1-(clorometil)-2-(1H-indol-4-iloxi) de etila resulted in total substrate consumption for the interval of 12h of reaction and 10 cicles of the reuse. The enantiomerically pure compound (R)-1-cloro-3-(1H-indol-4-iloxi)-2-propanol was purified and submited to the reaction in the presence of the ethanol and excesso f isopropilamine. A white solid, caracterized as (S)-Pindolol, was obtained with 66% of yield. / O presente trabalho refere-se ao desenvolvimento de um processo biocatalÃtico para a sÃntese do (S)-Pindolol, um fÃrmaco utilizado como betabloqueador no tratamento da hipertensÃo e arritmia cardÃaca. AlÃm disso, o referido fÃrmaco à um antagonista do autorreceptor 5-HT1A, o que favorece a combinaÃÃo com fÃrmacos do grupo de inibidores seletivos da recaptaÃÃo da serotonina (ISRS), podendo acelerar ou aumentar a eficÃcia terapÃutica dos antidepressivos. A estratÃgia no desenvolvimento do processo incluiu como etapa chave a resoluÃÃo cinÃtica enzimÃtica do rac-acetato de 1-(clorometil)-2-(1H-indol-4-iloxi)etila, na presenÃa de lipases de Pseudomonas fluorescens, com a obtenÃÃo do acetato de (1R)-(clorometil)-2-(1H-indol-4-iloxi) de etila com conversÃo (c) de 50%; excesso enantiomÃrico (ee) de 94% e enantiosseletividade (E) de 150, apÃs 24h. A segunda etapa chave envolveu a hidrÃlise enzimÃtica do acetato de (1R)-(clorometil)-2-(1H-indol-4-iloxi)etila, na presenÃa da lipase de Candida rugosa para produÃÃo do (R)-1-cloro-3-(1H-indol-4-iloxi)-2-propanol. Sob a perspectiva dos preceitos da QuÃmica Verde e da Sustentabilidade, foi investigada a imobilizaÃÃo enzimÃtica, por formaÃÃo de ligaÃÃo covalente, das lipases de C. rugosa e P. fluorescens em nanossÃlica. A utilizaÃÃo de suportes sÃlidos para imobilizaÃÃo de enzimas possui vantagens, tais como recuperaÃÃo do biocatalisador a partir do meio reacional para serem reutilizadas, limitaÃÃo das variaÃÃes de conformaÃÃo da enzima, estabilidade para variaÃÃes do meio reacional como pH e temperatura. O suporte estudado neste trabalho foi a nanossÃlica funcionalizada com aminopropiltrietoxissilano (ATPES) e glutaraldeÃdo. A resoluÃÃo cinÃtica do rac-acetato de 1-(clorometil)-2-(1H-indol-4-iloxi)etila com lipase de P. fluorensces imobilizada em nanossÃlica modificada levou ao acetato de (1R)-(clorometil)-2-(1H-indol-4-iloxi)etila com c = 47%; ee = 97% e E = 150, em 12h de reaÃÃo. O estudo do reuso da lipase de P. fluorensces imobilizada em nanossÃlica modificada permitiu verificar que o referido biocatalisador manteve a atividade e enantiosseletividade inalteradas em atà 10 ciclos reacionais. Cabe ressaltar que a hidrÃlise do (R)-acetato de 1-(clorometil)-2-(1H-indol-4-iloxi)etila na presenÃa de C. rugosa imobilizada em nanossÃlica modificada resultou no correspondente (2R)-1-cloro-3-(1H-indol-4-iloxi)-2-propanol em rendimento quantitativo em 12h de reaÃÃo, mantendo inalterada a atividade enzimÃtica em atà 10 ciclos de reuso. A reaÃÃo entre o (R)-1-cloro-3-(1H-indol-4-iloxi)-2-propanol e isopropilamina, em excesso, na presenÃa de etanol levou a obtenÃÃo de um sÃlido branco, caracterizado como (S)-Pindolol, com rendimento de 66%.
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ObtenÃÃo de um catalisador insolÃvel para a produÃÃo de D-tagatose por L-arabinose isomerase / Obtaining an insoluble catalyst for production of D-tagatose by L-arabinose isomerase

Marylane de Sousa 04 May 2015 (has links)
FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Dentro das possibilidades terapÃuticas atuais para o tratamento de pacientes com problemas congÃnitos de metabolismo, a dieta constitui o pilar mais importante e a D-tagatose tem atraÃdo uma grande atenÃÃo nos Ãltimos anos devido a seus benefÃcios à saÃde humana, bem como à semelhanÃa de suas propriedades com a sacarose. Dentre as suas muitas aplicaÃÃes, ressalta-se o potencial em auxiliar no controle de peso, uma preocupaÃÃo crescente no Brasil, uma vez que a obesidade cresce a ritmos alarmantes. No entanto, a L-arabinose isomerase, enzima que catalisa isomerizaÃÃo de D-galactose em D-tagatose, ainda nÃo està disponÃvel comercialmente e, portanto, estudos visando à obtenÃÃo deste biocatalisador se fazem necessÃrios de maneira a viabilizar a implantaÃÃo do processo industrial. Portanto neste trabalho, estudou-se a obtenÃÃo da enzima L-arabinose isomerase utilizando uma cepa de Enterococcus faecium. A enzima produzida por fermentaÃÃo foi caracterizada e imobilizada em suportes a base de quitosana. Os resultados de estabilidade tÃrmica, operacional e de estocagem obtidos para a enzima imobilizada covalentemente sobre quitosana em meio alcalino (pH 10), confirmou a importÃncia do controle do pH durante a imobilizaÃÃo, uma vez que a formaÃÃo de uniÃes multipontuais à favorecida quando comparado ao pH 7,0. No entanto, baixas concentraÃÃes de proteÃna eram obtidas na etapa de fermentaÃÃo, portanto, estudou-se a produÃÃo da enzima L-AI de forma heterÃloga em Escherichia coli. As proteÃnas recombinantes expressas foram purificadas por cromatografia de afinidade em uma Ãnica etapa, e visualizadas em SDS-PAGE. O sucesso na construÃÃo do gene e na clonagem em vetores de expressÃo em E. coli resultou em quantidade satisfatÃria de expressÃo das proteÃnas recombinantes, pois apresentaram-se na forma solÃvel, facilmente purificadas e ativas, permitindo suas caracterizaÃÃes. Por ultracentrifugaÃÃo analÃtica foi possÃvel descobrir que a enzima L-AI recombinante tem uma tendÃncia para formaÃÃo de estruturas com maior tamanho (oligÃmeros). A seguir, suportes multifuncionais foram preparados para a imobilizaÃÃo da L-AI e observou-se uma rÃpida imobilizaÃÃo, apresentando um elevado rendimento de imobilizaÃÃo, superior a 75%. Devido à baixa estabilidade tÃrmica dos derivados, estudos futuros serÃo necessÃrios para a estabilizaÃÃo da estrutura quaternÃria desta enzima. / Within the current therapeutic options for treatment of patients with congenital metabolic problems, diet is the most important pillar and D-tagatose has attracted great attention in recent years because of its benefits to human health and due to its similarities with sucrose. Among its many applications, it emphasizes the potential to assist in weight management, a growing concern in Brazil, since obesity is growing at alarming rates. However, L-arabinose isomerase, the enzyme that catalyses the isomerization of D-galactose into D-tagatose, is not yet commercially available and therefore studies in order to obtain this biocatalyst are necessary in order to enable the implementation of the industrial process. Therefore, in this work, the production of L-arabinose isomerase by Enterococcus faecium was investigated. The produced enzyme was characterized and immobilized onto chitosan. Results of thermal, operational stability and self-life obtained by using L-AI, covalently immobilized onto chitosan in an alkaline medium (pH 10), confirmed the importance of the pH during immobilization, since multipunctuality is favored compared to pH 7.0. Nevertheless, enzyme concentration after fermentation was low and, therefore, we have studied the production of heterologous enzyme in Escherichia coli. The expressed recombinant proteins were purified by affinity chromatography by a single step, and displayed as a single band on SDS-PAGE. The successful construction of the gene and cloning into expression vectors in E. coli resulted in higher amount of the recombinant proteins, which are soluble, easily purified and active, allowing their characterization. Through analytical ultracentrifugation, it was possible to find that the recombinant L-AI has a tendency to form larger structures (oligomers). Multifunctional supports were prepared to L-AI immobilization, allowing achieving high yields (more than 75%) at short contact times. Due to the low thermal stability of the immobilized enzyme, future studies will be needed to stabilize its quaternary structure.
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Estudo da ImobilizaÃÃo de Lipase Tipo B de Candida antarctica utilizando Fibra da Casca de Coco Verde como Suporte / Immobilization of Candida antarctica lipase B using green coconut fiber as support.

Ana Iraidy Santa BrÃgida 13 February 2006 (has links)
FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / Em face à busca por novos suportes de baixo custo para imobilizaÃÃo de enzimas e à procura por alternativas de aproveitamento para a casca de coco verde, o presente trabalho teve como objetivo avaliar o potencial da utilizaÃÃo da fibra da casca de coco verde como suporte para imobilizaÃÃo de enzimas, em especÃfico a lipase do tipo B de Candida antarctica. Foram testadas duas tÃcnicas de imobilizaÃÃo, adsorÃÃo e ligaÃÃo covalente. As variÃveis estudadas no processo de imobilizaÃÃo por adsorÃÃo foram: concentraÃÃo inicial de enzima, tempo de contato, pH do meio de imobilizaÃÃo e pH da superfÃcie da fibra. Para concentraÃÃes iniciais de enzima no sobrenadante atà 150 U/mL, o tempo de contato de 2 horas foi suficiente para imobilizaÃÃo. Um derivado bastante estÃvel foi obtido fazendo uso de uma soluÃÃo inicial de enzima contendo 40 U/mL, em tampÃo fosfato a pH 7, para imobilizaÃÃo em fibra de coco lavada com Ãgua (pH da superfÃcie = 5), sendo o tempo de contato igual a 2 horas. O fator de estabilizaÃÃo tÃrmica a 60ÂC foi igual a 92,15 e os valores de KBmB e VBmÃxB da enzima imobilizada foram iguais aos da enzima na forma solÃvel. AlÃm disso, observou-se que a fibra possui carÃter iÃnico, sendo o processo de adsorÃÃo influenciado pelo pH do meio de imobilizaÃÃo. Quanto ao processo de imobilizaÃÃo por ligaÃÃo covalente, as variÃveis estudadas foram concentraÃÃo inicial de enzima, tempo de contato, pH do meio de imobilizaÃÃo, uso de aditivos durante o processo de imobilizaÃÃo e uso de borohidreto de sÃdio como agente redutor das bases de Schiff. Observou-se a formaÃÃo de multicamadas quando se imobilizou a enzima a partir de uma soluÃÃo contendo 280 U/mL. A presenÃa de Ãcido butÃrico e PEG 6.000 durante o processo de imobilizaÃÃo nÃo tiveram influÃncia significativa sobre a atividade hidrolÃtica do derivado e sobre a conversÃo de Ãcido butÃrico na reaÃÃo de sÃntese. O uso de borohidreto de sÃdio como agente redutor resultou em derivados menos ativos e mais instÃveis tanto no processo de imobilizaÃÃo a pH 7 quanto em pH 10. Comparando a imobilizaÃÃo a pH 7 com a imobilizaÃÃo a pH 10, maior carga enzimÃtica imobilizada, maior estabilidade operacional de sÃntese e maior estabilidade à estocagem foram obtidos com derivado imobilizados em pH 7. Num paralelo entre imobilizaÃÃo por ligaÃÃo covalente e por adsorÃÃo, concluiu-se que para meios aquosos, derivados obtidos por ligaÃÃo covalentes sÃo mais adequados, contudo, para reaÃÃes em meios orgÃnicos a imobilizaÃÃo por adsorÃÃo à mais indicada por ser uma tÃcnica simples, de baixo custo e que promove derivado bastante estÃvel. Por fim, buscando aumentar a Ãrea superficial e caracterizar o suporte estudado, foram realizados estudos investigativos da morfologia da superfÃcie da fibra e suas modificaÃÃes por tratamentos quÃmicos. / For the last few years, many researches have sought for inexpensive support matrixes to enzyme immobilization. Meanwhile, in Brazil, an effort is being made to find alternative uses to green coconut husk, an agroindustrial waste. Therefore, the present study investigates the feasibility of using green coconut fiber for the immobilization of Candida antarctica lipase B. Two immobilization strategies were investigated: adsorption and covalent attachment. The effect of different variables on adsorption process have been studied, such as: lipase loading, contact time, pH of the coupling media and pH of the support surface. A stable immobilized enzyme was obtained by contacting coconut fiber washed with water (surface pH = 5) with an enzyme solution containing 40 U/mL in sodium phosphate buffer (pH 7.0) for 2h at room temperature. The thermal stabilization factor at 60ÂC was 92.15. Kinetic parameters for Michaelis-Menten model (Km and VmÃx) were the same for both immobilized enzyme and soluble enzyme. It was also observed that coconut fiber is an ion exchange material because of the influence of the coupling media pH on adsorption. Afterwards, we have studied the effect of some variables on the covalent immobilization on coconut fiber activated with GPTMS, such as: lipase loading, contact time, pH of the coupling media, use of additives during the immobilization and sodium borohydride as reducing agent of the Schiffâs bases formed on the covalent attachment. It was observed that a high enzyme loading, for instance 280 U/mL of initial enzyme concentration on the supernatant, promoted a multilayer immobilization. The effect of butyric acid and PEG 6.000, both used as additives during immobilization, were not significant on hydrolytic activity or butyric acid conversion. The use of sodium borohydride as a reducing agent of the Schiffâs bases promoted a loss on the immobilized enzyme activity. Moreover, the immobilized enzyme obtained after the reduction was less stable considering thermal stability in all the cases studied. Best results of enzyme loading, operational stability of synthesis and storage stability were obtained when the enzyme was immobilized covalently at pH 7. Drawing a comparison between adsorption and covalent attachment, results allow concluding that, for aqueous media reactions, the use of immobilized enzyme by covalent attachment is more indicated. However, the immobilization by adsorption a suitable method for organic media reactions, since it is cheaper and a very stable immobilized enzyme is obtained. Finally, searching to increase the surface area of the support and to characterize it, somo studies have been made on the fiber morphologic characteristics and on its modifications after each treatment.
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Efeito neuroprotetor da catequina e do estresse de imobilizaÃÃo subcrÃnico na DoenÃa de Parkinson experimental. / Neuroprotector effect of catechin and restraint stress in experimental Parkinsonâs Disease.

Maria Daniele Azevedo Teixeira 11 February 2011 (has links)
FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / A DoenÃa de Parkinson (DP) à uma desordem neurodegenerativa caracterizada pela perda de neurÃnios dopaminÃrgicos na substancia nigra (SN). Estudos epidemiolÃgicos sugerem uma associaÃÃo entre estresse, depressÃo e DP. Agentes antioxidantes tem sido relatados como capazes de mudar o curso da doenÃa, bloqueando a neurodegeneraÃÃo dopaminÃrgica. Com a finalidade de estudar os efeitos neuroprotetores da catequina, um flavonÃide encontrado na Camelia sinensis, o presente trabalho avaliou os efeitos deste composto no comportamento motor, memÃria, avaliaÃÃo imunohistoquÃmica e bioquÃmica em um modelo de DP induzido em ratos pela 6-OHDA. Em uma outra etapa do trabalho tambÃm avaliou-se os efeitos da associaÃÃo do estresse com a DP sobre estes mesmos parÃmetros, usando um modelo animal de estresse de imobilizaÃÃo subcrÃnico (11d/6hrs). Os animais (ratos Wistar machos, 200-250g) foram tratados com catequina (10 e 30 mg/kg i.p.) diariamente por 16 dias, iniciando-se na ocasiÃo da lesÃo estriatal pela 6-OHDA (21Âg/ 3ÂL). Os resultados obtidos demonstram que a 6-OHDA aumentou o nÃmero de rotaÃÃes contralaterais à lesÃo induzida por apomorfina e a catequina nas duas doses foi capaz de reverter esse dano motor. Houve uma recuperaÃÃo da atividade exploratÃria e memÃria de trabalho promovido pela catequina nas doses testadas. A 6-OHDA diminuiu a imunorreatividade para tirosina hidroxilase (TH) e transportador de dopamina (DAT) no corpo estriado e mesencÃfalo, alÃm de promover uma diminuiÃÃo nos nÃveis de GSH. A catequina nas duas doses em animais lesionados pela 6-OHDA foi capaz de recuperar a imunorreatividade para TH e DAT, alÃm de aumentar significativamente os nÃveis de GSH em relaÃÃo aos animais lesionados pela 6-OHDA. A 6-OHDA promoveu a morte neuronal demonstrada pela diminuiÃÃo nos nÃveis de catecolaminas, a catequina, por sua vez, foi capaz de reverter esses nÃveis. O estresse de imobilizaÃÃo subcrÃnico nÃo reverteu o nÃmero de rotaÃÃes contralaterais induzidas pela apomorfina, nem melhorou a memÃria de trabalho dos danos pela 6-OHDA, mas foi capaz de melhorar a atividade locomotora e a memÃria aversiva. O estresse subcrÃnico levou os animais a um estado depressivo no teste de nado forÃado, o que nÃo foi observado em animais que sofreram apenas a lesÃo estriatal. Houve uma diminuiÃÃo no ganho de peso nos animais submetidos ao estresse. AlÃm disso, houve uma aumento discreto da imunorreatividade para a TH e DAT em animais submetidos ao estresse e lesÃo pela 6-OHDA. Em relaÃÃo Ãs catecolaminas, houve uma reversÃo parcial nos nÃveis de noradrenalina e serotonina pelo efeito do estresse. Os resultados do presente trabalho demonstram que tanto a catequina, quanto estresse de imobilizaÃÃo foram neuroprotetores neste modelo experimental da DP. A catequina na dose de 30mg demonstrou um efeito prÃ-oxidante. O estresse de imobilizaÃÃo parece ter exercido um condicionamento fisiolÃgico nos animais, protegendo, de certa maneira, dos efeitos tÃxicos da 6-OHDA. / Parkinsonâs disease (PD) is a neurodegenerative disorder reported since antiquity and characterized for neuronal dopaminergic loss mainly in the substantia nigra (SN). Epidemiological studies suggest association between depression and PD and stress has been implicated in causing depression. The currently available therapies can not prevent the progression of PD, but are able to contain the symptoms. Neuroprotective agents have been reported as able to change the course of the disease, stopping dopaminergic neurodegeneration. Many of these agents are derived from plants with antioxidant actions, as catechin, a flavonoid found in green tea. In order to study the neuroprotective effects of catechin, the present study evaluated the effects of this compound on motor behavior, memory, Immunohistochemistry, biochemical evaluation and determination of catecholamines in an animal model of PD by 6-OHDA. Another stage of the study also evaluated the effects of stress associated with PD on the same parameters, in an animal model of subchronic restraint stress (11d/6hrs). Animals (male Wistar rats, 200-250g) were treated with catechin (10 and 30mg/kg ip) daily for 16 days, starting at the time of injury by striatal 6-OHDA. Results show that 6-OHDA increased the number of rotations contralateral to the lesion induced by apomorphine and catechin in the two doses was able to reverse the 6-OHDA damage. There was a recovery of exploratory activity and working memory promoted by catechin in both doses. Catechin in a dose of 30mg worsened the aversive memory. 6-OHDA decreased the immunoreactivity for tyrosine hydroxylase (TH) and dopamine transporter (DAT) in striatum and midbrain, and promote a decrease in GSH levels. Catechin in two doses in animals injured by 6-OHDA was able to increase the immunoreactivity for TH and DAT, significantly increasing the levels of GSH compared to lesioned animals by 6-OHDA. 6-OHDA caused neuronal death demonstrated by decreasing levels of catecholamines, catechin, in turn, was able to reverse these levels. The subchronic restraint stress did not reverse the number of contralateral rotations induced by apomorphine, neither improved the working memory of the damage by 6-OHDA, but was able to increase the number of crossings and improve the aversive memory. Stressed subchronic animals led to an increase in immobilization time in the forced swimming test, which was not observed in animals that were only striatal injury. There was a decrease in weight gain in animals subjected to stress. There was a slight increase of immunoreactivity for TH and DAT in animals subjected to stress and injury by 6-OHDA. In relation to catecholamines, there was a partial reversal in the levels of noradrenaline and serotonin by the effect of stress. Results of this study demonstrate that both catechin and immobilization stress were neuroprotective in this experimental model of PD. The catechin in a dose of 30mg was both oxidant and pro-oxidant. Restraint stress appears to have exerted a priming in animals, protecting, in a way, the toxic effects of 6-OHDA.
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Efeito crioprotetor de lactose e glicose em cÃlulas fÃngicas imobilizadas em alginato de sÃdio como mÃtodo de preservaÃÃo de culturas. / Cryoprotectant effect of lactose and glucose yeast cells immobilized in calcium alginate as a method for preservation of cultures

Daniel Teixeira Lima 26 August 2011 (has links)
A criopreservaÃÃo à a metodologia de escolha em muitos bancos de microrganismos pois conduz a uma situaÃÃo de dormÃncia metabÃlica e em conseqÃÃncia as culturas mantÃm-se estÃveis por longos perÃodos. Ao reduzir a temperatura pode todavia ocorrer a formaÃÃo de cristais de gelo que tendem a promover lesÃo celular A lesÃo celular por sua vez pode ser evitada pelo processo de vitrificaÃÃo que ocorre, combinando uma soluÃÃo concentrada com o congelamento rÃpido A literatura relata o uso de carboidratos como agentes vitrificadores e crioprotetores TambÃm informa que a tÃcnica de imobilizaÃÃo de cÃlulas em alginato de sÃdio permite o fracionamento da cultura e favorece a preservaÃÃo de microrganismos O objetivo deste trabalho consiste em avaliar a viabilidade dos fungos dos gÃneros Malassezia spp e do grupo dos Zigomicetos imobilizados em alginato de sÃdio utilizando glicose e lactose como crioprotetores Doze cepas de espÃcies de Malassezia spp (9 M furfur 2 M globosa 1 M simpodialis) e doze cepas de Zigomicetos (7 Mucor s e 5 Rhizopus sp) pertencentes à micoteca do Centro Especializado em Micologia MÃdica da Universidade Federal do Cearà O gÃnero Malassezia abrange leveduras lipodependentes associadas a vÃrias enfermidades dermatolÃgicas compreendem na atualidade 13 espÃcies Zigomicetos, por sua vez sÃo fungos saprÃfitas e ubÃquos cujas hifas por apresentarem elevado tamanho e reduzido conteÃdo protÃico estÃo mais vulnerÃveis a danos mecÃnicos Dessa forma constituem grupos fÃngicos de preservaÃÃo difÃcil em estoque portanto uma metodologia que mantenham a viabilidade de Malassezia spp e Zigomicetos tambÃm poderia ser empregada com eficiÃncia para a estocagem de outros fungos As estruturas fÃngicas foram removidas e transferidas para duas soluÃÃes de estoque, formadas por 3% de caldo Sabouraud 15% de alginato de sÃdio e diferenciadas nas concentraÃÃes de glicose e lactose de 9% ou 23% Em seguida, foram adicionadas esferas plÃsticas, medindo 07cm de diÃmetro com orifÃcio central e 0,5cm de comprimento ApÃs a gelificaÃÃo iÃnica com cloreto de cÃlcio, cada cepa foi estocada à temperatura de -20 ÂC e -80 ÂC distribuÃdas em cinco tubos criogÃnicos de 15mL contendo cinco esferas cada uma sendo avaliados em cinco perÃodos ApÃs nove meses foi verificado que nÃo houve recuperaÃÃo de nenhuma cepa de Malassezia spp Com relaÃÃo Ãs espÃcies de Zigomicetos observou-se que apÃs nove meses de estoque quatro cepas mostraram viÃveis a -80 ÂC empregando glicose a 9%, seis cepas foram preservadas a -80 ÂC, utilizando glicose a 23% finalmente seis e sete exemplares foram recuperados a -80 ÂC utilizando lactose a 9% e 23% respectivamente. Dessa forma, o uso de carboidratos como crioprotetores em conjunto com a tÃcnica de imobilizaÃÃo de cÃlulas em alginato de sÃdio constitui alternativa à manutenÃÃo de algumas espÃcies fÃngicas / Cryopreservation is the method of choice in many banks of microorganisms because it leads to a situation of metabolic dormancy and consequently cultures are stable for long periods. By reducing the temperature may however be formed of ice crystals which tend to cause cell damage to cell damage in turn can be avoided by vitrification process which takes place by combining a solution with the quick freezing the literature reports the use of carbohydrates vitrificadores cryoprotectants agents and also advises that the technique of immobilization of cells in sodium alginate allows the fractionation of culture and promotes the preservation of microorganisms The objective of this study is to assess the viability of the fungi of the genus Malassezia spp and the Zygomycetes group of assets in sodium alginate and lactose using glucose as cryoprotectants Twelve strains of species of Malassezia spp (9 M furfur 1 M 2 M globosa simpodialis) and twelve strains of zygomycetes (seven Mucor Rhizopus sp is 5) belonging to the mycology collection of the Specialized Center for Medical Mycology Federal University of Cearà The genus Malassezia comprises yeasts lipodependent associated with various dermatologic diseases currently comprise 13 Zygomycetes species, in turn, are ubiquitous and saprophytic fungi whose hyphae because they have high protein content and reduced size are more vulnerable to mechanical damage this way are groups of fungi in stock so hard to preserve a methodology to maintain the viability of Malassezia spp and Zygomycetes could also be used effectively for the storage of other fungi fungal structures were removed and transferred to two stock solutions, formed by 3% broth Sabouraud 15% sodium alginate and different concentrations of glucose and 9% lactose and 23% were then added plastic spheres, measuring 07cm in diameter and 0.5 cm center hole length After ionic gelation with calcium chloride Each strain was stored at -20  C and -80  C cryogenic distributed in five tubes containing 15 mL each of five levels being evaluated in five periods after nine months it was found that there was no recovery of any strain of Malassezia spp Regarding Zygomycetes species showed that after nine months of inventory four strains were viable at -80  C using glucose 9%, six strains were preserved at -80  C, using 23% glucose last six seven specimens were recovered at -80  C using a 9% lactose and 23% respectively. Thus, the use of cryoprotectants such as carbohydrates in conjunction with the technique of immobilization of cells in sodium alginate is an alternative to maintaining some fungal species
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PREPARAÃÃO DE BIOCATALISADORES UTILIZANDO LIPASE DE Candida antarctica TIPO B IMOBILIZADA PARA A SÃNTESE DE ÃSTERES DE VITAMINA A / PREPARATION OF BIOCATALYSTS USING LIPASE TYPE B OF Candida antarctica IMMOBILIZED FOR THE SYNTHESIS OF VITAMIN A ESTERS

James Almada da Silva 12 February 2007 (has links)
Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / O objetivo deste trabalho foi estudar a preparaÃÃo de biocatalisadores utilizando lipase de Candida antarctica tipo B (CALB) imobilizada covalentemente em quitosana, uma matÃria-prima abundante e de baixo custo no CearÃ, em quitosana-alginato e em agarose, com o intuito de utilizÃ-los na sÃntese de Ãsteres de vitamina A. Diversas estratÃgias de imobilizaÃÃo foram realizadas com o intuito de obter um derivado com elevada atividade enzimÃtica e com alta estabilidade tÃrmica e operacional. TrÃs tipos de suportes (agarose, quitosana e quitosana-alginato) foram preparados a partir de tais estratÃgias, sendo que um estudo aprofundado foi realizado com dois desses suportes (quitosana e quitosana-alginato). Apenas uma estratÃgia de imobilizaÃÃo foi realizada com agarose para testÃ-lo na sÃntese de palmitato de retinila, juntamente com dois derivados comerciais (lipase imobilizada de Thermomyces lanuginosus (Lipozyme TL IM) e lipase imobilizada de Mucor miehei (Lipozyme RM IM)), com o objetive de definir algumas condiÃÃes operacionais. Uma condiÃÃo avaliada que apresentou bons resultados na sÃntese foi o uso de peneira molecular para a retirada de Ãgua no meio reacional, sendo, portanto, utilizada nos estudos posteriores. ApÃs os estudos de imobilizaÃÃo e estabilidade tÃrmica a 60 ÂC, dois derivados (J8: quitosana ativada com glicidol seguido de etilenodiamina (EDA) e glutaraldeÃdo, e G10: quitosana-alginato ativada com glutaraldeÃdo) foram escolhidos, por apresentarem maiores atividades especÃficas (422,44 Â 50,4 U/g e 378,30 Â 34,7 U/g, respectivamente) e melhores estabilidades tÃrmicas (fatores de estabilizaÃÃo de 10,25 e 29,00, respectivamente), para estudos de estabilidade operacional de hidrÃlise e para sÃntese de palmitato de retinila. O derivado que apresentou melhor estabilidade tÃrmica a 60ÂC foi o G10, CALB imobilizada em quitosana-alginato, sendo aproximadamente 29 vezes mais estÃvel que a enzima solÃvel, e mais de 2 vezes mais estÃvel do que a enzima comercial Novozyme 435. PorÃm, o derivado J8 apresentou melhor estabilidade operacional de hidrÃlise, semelhante ao derivado comercial Novozyme 435. Um planejamento experimental 22 foi realizado para se avaliar a sÃntese de palmitato de retinila. Avaliou-se a influÃncia da temperatura (37 ÂC e 45 ÂC) e da razÃo entre os substratos, retinol:Ãcido palmÃtico (1:3 e 1:5), no rendimento de sÃntese, catalisada pelo derivado J8. Uma reaÃÃo utilizando o derivado G10 utilizando a melhor condiÃÃo do planejamento experimental foi realizada para ver o comportamento desse derivado. Com uma anÃlise estatÃstica dos resultados, pÃde-se observar que a razÃo entre os substratos teve efeito significativo no rendimento de sÃntese. Maiores foram obtidos quando a razÃo entre substratos foi igual a 1:5. Como os resultados nas temperaturas de 37 ÂC e 45 ÂC foram semelhantes, selecionou-se a temperatura de 37 ÂC para reaÃÃes posteriores, por necessitar de um menor gasto de energia para atingi-la / The objective of this work was to study the preparation of biocatalysts using lipase of Candida antarctica type B (CALB) covalently immobilized in agarose, chitosan, an abundant and low cost raw material, to be used in the synthesis of ester of Vitamin A. Several strategies of immobilization were studied in order to obtain a biocatalyst with good enzymatic activity and high thermal and operational stabilities. Three types of supports (agarose, chitosan and chitosanalginate) were activated by different strategies, but most of attention was given to the supports chitosan and chitosan-alginate. Only one derivative was prepared by immobilizing CALB in agarose and results of synthesis were compared to commercial derivatives (immobilized lipase of Thermomyces lanuginosus - Lipozyme TL IM - and immobilized lipase of Mucor miehei - Lipozyme RM IM), for the definition of some operational conditions. The operational condition that presented good results in the synthesis was used in further studies, such as removal of water from the reacional media by molecular sieves. After immobilization and thermal stabilities at 60 ÂC tests, two derivatives (J8: chitosan actived with glicidol follow by EDA and glutaraldehyde; G10: chitosan-alginate actived with glutaraldehyde) were selected: the ones that presented higher specific activities (422.44 Â 50.4 U/g and 378.30 Â 34.7 U/g, respectively) and best thermal stabilities (factors of stabilization of 10.25 and 29.0, respectively). Operational hydrolytic stabilities and the performance of these biocatalysts on the synthesis of retinyl palmitate were evaluated. One factorial design 22 was carried out to evaluate the synthesis of retinyl palmitate. The influence of the temperature (37 ÂC and 45 ÂC) and ratio between substrates concentration, retinol: palmitic acid (1:3 and 1:5), in the yield of synthesis, catalyzed for the J8 derivative, were evaluated. A statistical analysis of the results showed that the the most significant effect was the rate of substrates concentration. Higher yields of synthesis were obtained when the ratio of substrates concentration was equal to 1:5. Results of reaction yields at 37ÂC and 45 ÂC were very similar. Therefore, 37 ÂC was selected for further studies. Best results for thermal stability at 60ÂC were obtained for G10, CALB immobilized in chitosan-alginate, being approximately 29-fold more stable than soluble enzyme, and 2-fold more stable than the commercial enzyme (Novozyme 435). On the other hand, J8, CALB immobilized in chitosan, presented higher operational hydrolysis stability, with a similar deactivation profile to Novozyme 435
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Estudo da viabilidade da produÃÃo de etanol a partir de suco de caju (anacardium occidentale L.) utilizando cÃlulas imobilizadas em bagaÃo de caju / Study of the viability of ethanol production by cashew apple juice (Anacardium occidentale L.) using cells Immobilized in cashew apple Bagasse

Alexandre Monteiro Pacheco 10 June 2009 (has links)
CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / O aproveitamento integral do pedÃnculo de caju, uma matÃria prima vastamente encontrada no Cearà e pouco aproveitada, aliado a produÃÃo de etanol, produto de valor energÃtico sÃo o foco desse projeto. O suco de caju integral, rico em frutose, glicose, sais e vitaminas, mostrou-se bastante adequado para o uso da levedura Saccharomyces cerevisiae no processo fermentativo alcoÃlico. A busca por melhorias na obtenÃÃo de etanol se deu atravÃs do estudo do uso de leveduras imobilizadas em suporte de bagaÃo de caju (SBC). A imobilizaÃÃo celular vem sendo estudada por inÃmeros pesquisadores e tem se mostrado uma tÃcnica importante devido aos benefÃcios e vantagens possibilitados como o aumento na produtividade. O bagaÃo de caju surge como uma matÃria prima barata e de fÃcil obtenÃÃo para a aplicaÃÃo da tÃcnica de imobilizaÃÃo. Para comparaÃÃo foram estudados os resultados com cÃlulas livres e imobilizadas em alginato de cÃlcio, um conhecido agente de imobilizaÃÃo de cÃlulas por encapsulamento e cÃlulas imobilizadas por adsorÃÃo em bagaÃo de caju. Utilizando cÃlulas imobilizadas em bagaÃo foram realizadas fermentaÃÃes preliminares, consecutivas e de estocagem. Foram verificados os seguintes parÃmetros cinÃticos: produtividade (Qp, g.L-1h-1), eficiÃncia (Ef, %), conversÃo substrato/biomassa (Yx/s, g.g-1) e conversÃo substrato/produto (Yp/s, g.g-1). O suporte de bagaÃo de caju atingiu vantagens com relaÃÃo a adesÃo e altas densidades celulares, gerando elevadas produtividades (≈ 5 g.L-1h-1). Com relaÃÃo a eficiÃncia e a taxa de conversÃo substrato/produto, cÃlulas imobilizadas atingiram valores similares aos obtidos com cÃlulas livres no suco de caju integral (em torno de 90% e 0,47 respectivamente). Outra vantagem foi a durabilidade e possibilidade de reutilizaÃÃo do suporte tornando o processo mais econÃmico, rÃpido e eficiente. O SBC mostrou-se apto a reutilizaÃÃo por no mÃnimo 10 bateladas consecutivas e se manteve estÃvel, em geladeira, por pelo menos 6 meses / The use of cashew apple peduncle, a vast available material found in Cearà that is usually wasted, combined with production of ethanol, is the focus of this project. Cashew apple juice, rich in fructose, glucose, salts and vitamins, is an appropriate raw material for alcoholic fermentation by the yeast Saccharomyces cerevisiae. The search for improvements in ethanol production in this work was achieved through the study of the use of yeast immobilized in cashew apple bagasse support, (SBC). Cell immobilization has been studied by many researchers and has been an important technique because of the possible benefits and advantages as the increase in productivity. Cashew apple bagasse is a cheap and easily accessible raw material to the application of the immobilization technique. As comparison, results with free, immobilized cells in calcium alginate, a known agent for immobilization by encapsulation, and immobilized cells by adsorption on SBC were studied. Preliminary fermentation assays using immobilized cells on SBC were performed, as well as consecutive and storage fermentations. The following kinetic parameters were checked: productivity (Qp, gL-1h-1), efficiency (Ef,%), substrate / biomass yield (Yx / s, g.g-1) and substrate / product yield (Yp / s, g.g - 1). SBC presented advantages, such as high cell densities and adhesion, generating high yields (≈ 5 g.L-1h-1). With respect to efficiency and rate of substrate / product yield, immobilized cells reached values similar to those obtained with free cells in the integral cashew apple juice (about 90% and 0.47 respectively). Another advantage is the durability and possibility of reuse of SBC making the process more economical, fast and efficient. SBC was reused for at least 10 consecutive batches and remained stable, at refrigerator, for 6 months

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