Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / A imobilizaÃÃo de β-galactosidase para hidrÃlise de lactose à uma proposta para agregar valor ao soro de leite com conseqÃente produÃÃo de galactose e glicose. O objetivo deste trabalho foi desenvolver biocatalisadores a partir de diferentes suportes orgÃnicos e protocolos de ativaÃÃo visando à hidrÃlise de lactose proveniente do soro de leite. Inicialmente, prepararam-se os suportes a serem aplicados no estudo como quitosana 2,5% (m/v) (sem e com prÃ-tratamento com dimetilformamida) e 2,0% (m/v), quitosana-alginato-epoxilado (QAE), bagaÃo de caju (BC) e fibra de casca de coco verde (CV), os quais foram ativados de diferentes formas, com glutaraldeÃdo, epicloridrina ou glicidol. Na primeira etapa, determinaram-se o rendimento de imobilizaÃÃo, atividade recuperada e atividade aparente dos diferentes derivados obtidos para assim determinar os seis melhores â quitosana 2,5% (m/v) ativada com glutaraldeÃdo (QUITGLU1), quitosana 2,0% (m/v) coagulada com KOH a 50ÂC ativada com glutaraldeÃdo (QUITGLU2) ou epicloridrina (QUITEPI) ou glicidol (QUITGLI), quitosana 2,5% (m/v) tratada com dimetilformamida ativada com epicloridrina (QUIT-DMFEPI) ou glicidol (QUIT-DMFGLI). Para segunda fase, os catalisadores (QUITGLU1, QUITGLU2, QUITEPI, QUITGLI) foram estudados quanto à estabilidade operacional com o uso de reator contÃnuo, assim como ensaios de carga mÃxima e efetividade. Baseado nestes ensaios determinou-se QUITGLU2 como melhor biocatalisador e realizaram-se os seguintes estudos: variaÃÃo do tempo de imobilizaÃÃo, determinaÃÃo da melhor temperatura e pH para atividade enzimÃtica, determinaÃÃo de parÃmetros cinÃticos, estocagem sob 10ÂC e estabilidade operacional com o uso de alta carga enzimÃtica usando soro de leite como substrato. Suportes como CV e BC nÃo apresentaram boa adequaÃÃo para imobilizaÃÃo de β-galactosidase de Kluyveromyces lactis, assim como o suporte QAE. Suportes com tratamento com dimetilformamida apresentaram baixos rendimentos de imobilizaÃÃo. Os resultados para o derivado QUITGLU2 apresentaram carga mÃxima de 75 mgProteÃna.g-1 de suporte e efetividade superiores aos demais. A estabilidade operacional para este derivado apresentou-se estÃvel, visto sua produÃÃo de glicose constante por 10 h de reaÃÃo. O tempo 3 h mostrou-se suficiente para imobilizaÃÃo. Os valores de Km e VmÃx tanto para enzima solÃvel (46,79 mM e 7.142,86 μmol.(mL.min)-1) quanto para o derivado (69,56 mM e 113,25 μmol.(g.min)-1). Durante os 120 dias de armazenamento sob 10ÂC, nÃo houve decrÃscimo da atividade hidrolÃtica do derivado, demonstrando Ãtima estabilidade à estocagem. Por fim, o biocatalisador mostrou bons resultados de estabilidade operacional quando utilizado em alta carga oferecida (255,9 mgProteÃna.g-1 de quitosana de carga teoricamente imobilizada) para hidrÃlise de soro de leite / β-galactosidase immobilization was studied seeking to add value to cheese whey trough lactose hydrolyze producing galactose and glucose. This work aimed to develop biocatalysts using different organic supports and activation protocols. Firstly, some supports were prepared as chitosan 2.5% (w/v) (with and without pretreatment with dimethylformamide) and 2.0% (w/v), chitosan-alginate-epoxide (QAE), cashew bagasse (BC) and coconut shell fiber (CV), which were activated in different ways with glutaraldehyde, epichlorohydrin or glycidol. Initially, it was determined the immobilization yield, couple yield and apparent activity from obtained catalysts, being chosen six derivatives according to better results parameters: 2.5% chitosan (w/v) glutaraldehyde activated (QUITGLU1), 2.0% chitosan (w/v) KOH coagulated at 50ÂC glutaraldehyde activated (QUITGLU2) and epichlorohydrin (QUITEPI) or glycidol (QUITGLI), chitosan 2.5% (w/v) dimethylformamide treated with epichlorohydrin (QUIT-DMFEPI) or glycidol (QUIT-DMFGLI). Thus, catalysts (QUITGLU1, QUITGLU2, QUITEPI, QUITGLI) were studied as operational stability by using a continuous reactor, as well as, maximum enzyme loading and effectiveness assays. Then, it was determined QUITGLU2 as the best biocatalyst and following studies were carried out: immobilization time, enzyme optimum temperature and pH, kinetic parameters using lactose as substrate at 37ÂC, storage at 10ÂC and operational stability using high load enzyme and cheese whey as substrate. CV and BC supports did not present good results for β-Kluyveromyces lactis galactosidase immobilization, as well as, QAE support. Supports treated with dimethylformamide presented low immobilization yields. The results for QUITGLU2 derivative presented maximum loading of 75 mgProtein.g-1support and higher effectiveness than others. The operational stability for this derivative remained stable, with constant glucose production for 10 h of reaction. Immobilization time of 3h proved enough for the process. The Km and VmÃx values were respectively: free enzyme (46.79 mM and 7,142.86 μmol.(mL.min)-1) and catalyst (69.56 mM and 113.25 μmol.(g.min)-1). During 120 days of storage at 10ÂC, no decrease derivative hydrolitic activity was noted, demonstrating satisfactory storage stability. Finally, the biocatalyst showed good results as operational stability when used high offered enzyme load (theoretically immobilized load 255.9 mgProtein.g-1chitosan) for cheese whey hydrolysis
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.teses.ufc.br:5165 |
| Date | 24 February 2012 |
| Creators | Camilla Salviano Bezerra |
| Contributors | Wellington Sabino Adriano, Ivanildo Josà da Silva Junior, Dasciana de Sousa Rodrigues |
| Publisher | Universidade Federal do CearÃ, Programa de PÃs-GraduaÃÃo em Engenharia QuÃmica, UFC, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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