Orientador: Gabriela Alves Macedo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-12T23:26:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lopes_DanielleBranta_M.pdf: 1927712 bytes, checksum: 4c84529dc29400d6dfb671ad68c0abc8 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: O aumento da demanda por esteres obtidos naturalmente ou por processos biotecnologicos, para aplicacoes como aditivos em alimentos, cosmeticos, industrias farmaceuticas e de lubrificantes, faz necessario o desenvolvimento de catalisadores altamente especificos. Por esta razao, o uso de enzimas como catalisadores para a sintese de esteres de alto valor agregado vem sofrendo um rapido desenvolvimento, por proporcionar a possibilidade de obtencao de um produto atraves de um processo biologico. Embora destinada pela natureza para realizar a hidrolise de lipideos, lipases (E.C. 3.1.1.3) podem, sob condicoes apropriadas de reacao, promover a formacao de esteres atraves de reacoes de acidos e álcoois (esterificacao). Comparadas com processos quimicos ja realizados em uma escala industrial, reacoes enzimaticas ocorrem sob condicoes brandas (e ecologicamente mais favoraveis) apesar de poderem ser mais lentas. A grande vantagem e a especificidade apresentada pelas enzimas, que permite a formacao de derivados lipidicos, os quais nao sao facilmente preparados por processos laboratoriais convencionais. Neste trabalho, foi avaliado o desempenho de lipases microbianas e vegetais, nao-comerciais, e comparadas a uma lipase comercial, na síntese de esteres com possiveis propriedades emulsificantes, bem como a influencia das condicoes de reacao (concentracao de enzima, quantidade de agua, relacao molar dos substratos, tipos de meios reacionais, e cinetica) no processo de esterificacao. A etapa seguinte do estudo foi constituida de um planejamento experimental fatorial completo com o proposito de otimizar a producao do ester oleato de oleila, em meio livre de solvente organico, com a lipase de Rhizopus sp. selecionada por apresentar melhor desempenho catalitico. O mesmo estudo foi realizado tambem com a lipase comercial Lipozyme TL IMR, com finalidade comparativa. Os parametros reacionais estudados foram: razao molar entre os substratos (acido:alcool) e concentracao de enzima (% m/m em relacao a massa de reagentes). Destes ensaios, verificou-se melhor habilidade catalitica da lipase de Rhizopus sp. utilizando maior proporcao de alcool (2:1) e maior quantidade de enzima (9,8%). O mesmo foi observado com a enzima comercial Lipozyme TL IMR, a qual tambem apresentou maior producao de ester quando se fez uso de uma maior proporcao de alcool (3:1) e maior quantidade de enzima (7,0%). A porcentagem de esterificacao obtida pela lipase de Rhizopus sp. (93,1%) foi muito proxima a porcentagem obtida pela lipase comercial Lipozyme TL IMR (94,2%), evidenciando o grande potencial desta enzima nao-comercial na sintese do oleato de oleila. Por fim, foi realizada a caracterizacao parcial do ester quanto as atividades emulsificante e antimicrobiana. Resultados indicaram que o ester produzido neste trabalho demonstrou atividade emulsificante, porem esta nao foi tao alta quando comparada aos emulsificantes comerciais: Dodecil Sulfato de Sodio (SDS) e Tween 80. Observou-se tambem que o oleato de oleila nao foi capaz de inibir o crescimento microbiano de Bacillus subtilis, sendo assim, ate o presente momento, nao foi detectada atividade antimicrobiana para este ester / Abstract: The increasing demand for esters obtained either through natural or biotechnological processes for use as food additives, cosmetics, pharmaceuticals and lubricants requires the development of highly specific catalysts for ester production. For this reason, the use of enzymes as catalysts for the synthesis of esters with high added value is undergoing rapid development. Although the main function of lipases in nature is to catalyze the hydrolysis of lipids, it can also be made to promote ester formation through the reaction of acids and alcohols (esterification) under specific reaction conditions. Although on an industrial scale enzymatic reactions may be longer when under milder and ¿greener¿ conditions compared to chemical processes. The great advantage of working with enzymes is their great specificity, which often allows for the preparation of lipid derivatives not easily obtained using conventional laboratory procedures. This work first evaluated a few variables affecting the synthesis of esters and the esterification process, namely the influence of: the use of commercial and non-commercial lipases of vegetable and fungi origin, reaction conditions, enzyme concentration, amount of water, molar ratio of substrates, types of organic solvents and reaction kinetics. In a second step, a complete factorial design was considered in order to optimize ester production in solvent-free systems using Rhizopus sp. lipase and Lipozyme TL IMR which were chosen because of their good performance. The reaction parameters chosen were molar ratio of substrates (acid:alcohol) and enzyme concentration. Lipase from Rhizopus sp. displayed the best catalytic activity at a molar ratio of 1:2 (acid:alcohol) and an enzyme concentration of 9.8%, whereas Lipozyme TL IMR had the best catalytic activity at a molar ratio of 1:3 and enzyme concentration of 7.0%. The rate of the sterification reaction yielded 93.1% using lipase from Rhizopus sp., very close to what it is obtained using commercial Lipozyme TL IMR that is 94.2%. This result shows a high potential for this non-commercial enzyme to be used as a catalyst for the oleyl oleate synthesis. The characterization of the ester included evaluation of emulsifier and antimicrobial activities. Oleyl oleate synthesized in this study proved to have lower emulsifier activity compared to commercial emulsifiers like sodium dodecyl sulfate (SDS) and Tween 80. Also, oleyl oleate did not inhibit the growth of Bacillus subtilis, thus no antimicrobial activity was observed for this substance / Mestrado / Mestre em Ciência de Alimentos

Orientadores: Gabriela Alves Macedo, Ana Paula Badan Ribeiro / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-25T18:56:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Speranza_Paula_D.pdf: 7220198 bytes, checksum: 8b6f66b900cc6f1b3afb59b799b23584 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Este trabalho teve como objetivos produzir, caracterizar e avaliar as propriedades antimicrobianas de bases lipídicas interesterificadas produzidas com óleos e gorduras da Amazônia utilizando diferentes lipases. No trabalho foram utilizadas duas misturas de óleo e gordura da Amazônia para a produção das bases lipídicas, sendo a primeira delas composta pelo óleo de buriti e a gordura de murumuru e a segunda composta pelo óleo de patauá e a estearina de palma. As reações de interesterificação foram catalizadas por duas lipases em três sistemas enzimáticos diferentes: lipase comercial Lipozyme TL-IM (Novozymes), lipase do micro-organismo Rhizopus sp. e a mistura de ambas as enzimas (comercial + Rhizopus sp.). Em ambas as misturas, os lipídios produzidos apresentaram diferentes características dependendo da enzima utilizada. Na mistura buriti: murumuru, a lipase de Rhizopus sp., além de ser específica pelas posições sn-1,3 do triacilglicerol, foi específica para o tipo de ácido graxo (insaturado). A lipase comercial foi específica apenas pelo tipo de ácido graxo (insaturado), enquanto que a utilização de ambas as enzimas não apresentou efeito sinérgico nesta mistura, os resultados obtidos foram intermediários aos obtidos com as enzimas individualmente. Na mistura patauá: estearina de palma, a lipase de Rhizopus sp. foi específica para o tipo de ácido graxo (insaturados), enquanto que a lipase comercial não demonstrou específicidade para esta mistura. No sistema catalisado por ambas as enzimas também não foi observado efeito sinérgico; os resultdos obtidos foram similiares aos obtidos com a enzima de Rhizopus sp. Para ambas as misturas, com os três sistemas enzimáticos, houve redução nos triacilglceróis trisaturados e tri-insaturados após as reações, com a formação de bases lipídicas predominantemente mono e di-insaturados. Estes lipídios formados mantiveram a concentração elevada de tocoferóis, carotenos e fenóis, indicando que a reação não influenciou na concentração dos compostos minoritários. Na avaliação antimicrobiana, as misturas antes e após a interesterificação foram emulsificadas, produzindo diferentes respostas. Emulsões produzidas com os lipídios interesterificados apresentaram menor tamanho de partícula e maior potencial antimicrobiano, exibindo efeito bactericida; emulsões produzidas com as misturas não-interesterificadas, apresentaram maior tamanho de partícula e menor potencial antimicrobiano, exibindo efeito bacteriostático. Portanto, as lipases foram capazes de catalisar as reações de interesterificação entre os óleos da Amazônia, indicando o potencial destes catalisadores nestas reações. As frações lipídicas obtidas apresentaram atividade antimicrobiana, o que abre precedentes para que estudos biológicos mais aprofundados sejam realizados / Abstract: This study aimed to produce, characterize and evaluate the antimicrobial properties of interesterified Amazonian oils produced by different lipases. Two blends of Amazonian oils were subjected to enzymatic interesterification: the first one was composed by buriti oil and murumuru fat and the second one was composed by patauá oil and palm stearin. The interesterification reactions were catalyzed by two microbial lipases in three different enzymatic systems: one with a commercial lipase Lipozyme-TL-IM (Novozymes); a second with a lipase from the microorganism Rhizopus sp.; and the third with a mixture of both lipases (commercial and Rhizopus sp.). In both blends, depending on the enzyme used, the lipids produced presented different characteristics. In the buriti: murumuru blend, the lipase from Rhizopus sp. besides being specific for the sn-1,3 positions of triacylglycerol was specific for the type of fatty acids (unsaturated). The commercial lipase was specific only for the type of fatty acids (unsaturated), while the use of both enzymes showed no synergistic effect in this blend; the results were intermediate to those obtained with the individual enzymes. In the patauá: palm stearin blend, the lipase from Rhizopus sp. is specific for the type of fatty acid (unsaturated), while commercial lipase showed no specificity to this blend. In the system with both enzymes no synergistic effect was also observed; the results obtained were similiar to those obtained using only the enzyme from Rhizopus sp. In both blends, with the three enzymatic systems, there was a reduction in the proportions of triacylglycerols of the types trisaturated and tri-unsaturated after the reactions, with the formation of predominantly mono -and di- unsaturated lipids. These lipids produced maintained the high concentration of tocopherols, carotenoids and phenolics, indicating that the reaction did not influence the concentration of minor compounds. In the antimicrobial evaluation, the blends before and after interesterification were emulsified, producing different responses. Emulsions produced with interesterified lipids showed lower droplet size and higher antimicrobial activity (bactericidal effect); emulsions produced with non-interesterified blends showed larger droplet size and lower antimicrobial activity (bacteriostatic effect). Therefore, lipases were able to catalyze the interesterification reactions between Amazonian oils, indicating the potential of these catalysts in these reactions. Lipids obtained showed antimicrobial activity, which encourages more detailed biological studies / Doutorado / Ciência de Alimentos / Doutora em Ciência de Alimentos

Syftet med detta examensarbete är att finna exoenzymer från Rhizopus sp, Mucor indicus och Rhizomucor pusillus som kan användas vid förbehandling av organiskt avfall. Syftet är även att finna kolkällor/energikällor som tidigare inte använts inom forskningen i ämnet resursåtervinning vid Högskolan i Borås.För att kunna undersöka vilka kolkällor mikroorganismerna bryter ner odlas dessa upp på agarplattor innehållande minimal-medium samt en specifik kolkälla. Efter fyra dagars inkubering i 30oC studerar man agarplattorna för att se om mikroorganismerna vuxit eller inte. Kan man urskilja tillväxt har de lyckats bryta ner kolkällan samt producera motsvarande exoenzym. Då vissa resultat är oklara odlas mikroorganismerna även i skakflaskor, detta för att se om det är själva agarn i agarplattorna som påverkar mikroorganismernas tillväxt.Resultatet visar att vissa mikroorganismer växer bättre än andra. Detta kan bero på kolkällornas struktur, det vill säga om de är komplicerade eller ej. Studerar man mikroorganismerna var för sig skiljer de sig lite åt. Rhizopus sp växer bäst på galaktan vilket indikerar att den lyckas producera exoenzymet galaktas. Mikroorganismen saknar produktion av exoenzym när den odlas på kolkällorna cellulosa och kitin.Studerar man mikroorganismen Mucor indicus har den bäst tillväxt på galaktan och potatismjöl, vilket indikerar att den producerar exoenzymerna galaktas samt α-amylas. Den kolkällan som ger sämst tillväxt är cellulosa.Rhizomucor pusillus har bäst tillväxt på galaktan samt triglycerider och producerar då exoenzymerna galaktas och lipas. Den lyckas inte bryta ner cellulosa eller kitin och saknar då produktion av exoenzymen cellulas samt kitinas.Både xylan och galaktan testas var för sig för att kunna dra slutsatser om någon produktion av exoenzymet hemicellulas finns. Detta görs eftersom det inte finns tillgång till något rent ämne med hemicellulosa. Xylan testas även endast för exoenzymet xylanas.En av de kolkällorna som gett minst tillväxt för alla de testade mikroorganismerna var cellulosa. För att styrka detta resultat odlas mikroorganismerna upp i skakflaskor, där ingen tillväxt skedde. Den lilla tillväxt som erhölls på agarplattorna tyder på att mikroorganismerna växer med den tillsatta agarn som kolkälla och inte utnyttjar själva kolkällan. Varför mikroorganismerna inte kan tillgodo se sig cellulosa kan bero på att cellulosa har en komplex struktur som gör den svår att bryta ner utan förbehandling.