Imobilização de células de Aspergillus Oryzae IPT-301 em esponja vegetal para a síntese enzimática de fruto-oligossacarídeos

dc.contributor.advisorPerna, Rafael Firmani
dc.contributor.advisor-co1Xavier, Michelle Da Cunha Abreu
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9700100095864078por
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7591460969135629por
dc.contributor.referee1Perna, Rafael Firmani
dc.contributor.referee2Zanin, Gisella Maria
dc.contributor.referee3Basso, Rodrigo Corrêa
dc.creatorAranda, Isabela Almodova
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/1720509338834690por
dc.date.accessioned2025-03-25T22:59:46Z
dc.date.accessioned2025-04-24T20:14:51Z
dc.date.available2025-04-24T20:14:51Z
dc.date.issued2024-08-23
dc.description.abstractThe fructooligosaccharides (FOS) are classified as prebiotic sugars that have several benefits for human health and nutrition. They are synthesized industrially, due to the occurrence of transfructosylation in sucrose molecules catalyzed by fructosyltransferase enzymes (FTases, E.C.2.4.1.9) adhered to microbial cells. The immobilization of cells on support materials makes it possible to obtain biocatalysts that are heterogeneous, robust and resistant to adverse conditions in the reaction medium. The loofa sponges are suitable supports for immobilization because they have a size and distribution of pores that enable gaseous and substrate diffusion, essential for microbial growth. Furthermore, they are biodegradable and low cost. Therefore, the objective of this work was to evaluate the production of A. oryzae IPT-301 cells, by submerged cell culture, and their concomitant immobilization in a loofa sponge. For this, the production of microbial cells, immobilized in loofa sponge, occurred in synthetic culture medium, pH 5.5, 200 rpm at 30 ºC. The microbial growth curve showed that the best cell culture time occurred during the 28h process. The temperature of 50 ºC, the pH of 5.75 and the concentration of 400 g L-1 were the parameters of the reaction medium that provided maximum enzymatic activities. The immobilized biocatalytic cells exhibited greater thermostability when compared to the in natura biocatalytic cells, as indicated by the values of the thermodynamic parameters obtained for the heterogeneous biocatalyst. Furthermore, cells immobilized in loofa sponge have a wide range of pH stability (5.00 to 7.00) and good operational performance. Tests in a packed bed reactor demonstrated an enzymatic productivity of 11.7 U g-1 min-1, whose conversion and yield values obtained were equal to 8.31% and 6.63%, respectively. Regarding the value of the maximum productivity parameter, we obtained 1.89 g FOS gcells-1 h -1 for the continuous reaction system. This set of results obtained highlights the technological innovation present in this study to obtain biocatalysts from the immobilization of cells in loofa sponge, both for the synthesis of FOS, as well as in the advancement of the segment of bioproducts of industrial interest and in the implementation of diverse bioprocesses.eng
dc.description.resumoFruto-oligossacarídeos (FOS) são classificados como açúcares prebióticos que apresentam diversos benefícios à saúde e nutrição humana. São sintetizados industrialmente, por reação de transfrutosilação em moléculas de sacarose catalisadas por enzimas frutosiltransferases aderidas às células microbianas. A imobilização de células em materiais de suporte possibilita obter biocatalisadores heterogêneos robustos e resistentes às condições adversas do meio reacional. Esponjas vegetais são suportes indicados para a imobilização por apresentarem tamanho e distribuição de poros que possibilitam a difusão gasosa e de substrato, essenciais para o crescimento microbiano. Além disso, são suportes biodegradáveis e de baixo custo. Diante disso, o objetivo deste trabalho foi avaliar a produção de células de Aspergillus. oryzae IPT-301 e sua imobilização em esponja vegetal. Para isso, a produção das células microbianas, imobilizadas em esponja vegetal, ocorreu em meio de cultura sintético, pH 5,5, 200 rpm à 30 ºC. A curva de crescimento microbiano mostrou que o melhor tempo de cultivo celular ocorreu para 28h de processo. A temperatura de 50 ºC, o pH de 5,75 e a concentração de 400 g L-1 foram os parâmetros do meio reacional que forneceram máximas atividades enzimáticas. As células biocatalíticas imobilizadas exibiram maior termoestabilidade quando comparadas às células biocatalíticas in natura, conforme indicado pelos valores dos parâmetros termodinâmicos obtidos para o biocatalisador heterogêneo. Além disso, as células imobilizadas em esponja vegetal apresentaram ampla faixa de estabilidade frente ao pH (5,00 a 7,00) e bom desempenho operacional. Ensaios em reator de leito fixo mostraram uma produtividade enzimática de 11,7 U g-1 min-1, cujos valores de conversão e rendimento obtidos foram iguais a 8,31% e 6,63%, respectivamente. Quanto ao valor do parâmetro produtividade mássica, obteve-se 1,89 g FOS gcélulas-1 h -1 para o sistema reacional contínuo. Esse conjunto de resultados evidencia a inovação tecnológica presente neste estudo para a obtenção de biocatalisadores a partir da imobilização de células em esponja vegetal, tanto para a síntese de FOS, quanto no avanço do segmento de bioprodutos de interesse industrial e na implementação de bioprocessos diversos.por
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais - FAPEMIGpor
dc.formatapplication/pdf*
dc.identifier.citationARANDA, Isabela Almodova. Imobilização de células de Aspergillus Oryzae IPT-301 em esponja vegetal para a síntese enzimática de fruto-oligossacarídeos. 2024. 93 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Alfenas, Poços de Caldas, MG, 2024.por
dc.identifier.urihttps://repositorio.unifal-mg.edu.br/handle/123456789/2764
dc.languageporpor
dc.publisherUniversidade Federal de Alfenaspor
dc.publisher.countryBrasilpor
dc.publisher.departmentInstituto de Ciência e Tecnologiapor
dc.publisher.initialsUNIFAL-MGpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Químicapor
dc.rightsAcesso Abertopor
dc.subjectAspergillus oryzae.por
dc.subjectEsponja vegetal.por
dc.subjectImobilização.por
dc.subjectCélulas biocatalíticas.por
dc.subjectFrutosiltransferasepor
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICApor
dc.titleImobilização de células de Aspergillus Oryzae IPT-301 em esponja vegetal para a síntese enzimática de fruto-oligossacarídeospor
dc.typeDissertaçãopor

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