PPBIOTEC - Programa de Pós-graduação em Biotecnologia

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Efeito da adição do soro de leite na sacarificação enzimática do bagaço de cana-de-açúcar.
(2018) Souza, Maria Isabella Petra; Guimarães, Valéria Monteze; Ázar, Rafaela Inês de Souza Ladeira; Guimarães, Valéria Monteze; Eller, Monique Renon; Rezende, Sebastião Tavares de
O bagaço de cana-de-açúcar é um material lignocelulósico abundante, renovável, de baixo custo e prontamente disponível para utilização na produção de químicos e produtos agroindustriais, como o etanol de segunda geração. A aplicação do bagaço de cana-de-açúcar para a produção de bioetanol é influenciada por suas características estruturais e de composição química. A lignina, um dos principais componentes desta biomassa, é determinante para a recalcitrância da matéria-prima, promove a adsorção não produtiva das enzimas celulolíticas, que afeta negativamente a hidrólise enzimática do substrato. A fim de minimizar a adsorção das enzimas na estrutura lignocelulósica pode-se utilizar surfactantes ou proteínas não catalíticas que interagem com a lignina residual da biomassa, bloqueando seus possíveis sítios de interação com as enzimas. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da adsorção de proteínas não catalíticas na lignina durante a sacarificação do bagaço de cana. O bagaço de cana-de-açúcar explodido a vapor foi submetido à hidrólise utilizando o coquetel enzimático formado pela mistura dos extratos brutos dos fungos Chrysoporthe cubensis e Penicillium pinophilum durante 72 h, a 50 °C, na presença das proteínas não catalíticas presentes no soro de leite e a soro albumina bovina (BSA). A liberação de glicose e xilose foi quantificada por HPLC. O uso do BSA e do soro de leite precipitado ou in natura na concentração de 107 mg/g de lignina, promoveu aumento de 30, 26 e 53% na liberação de glicose, respectivamente. Na presença das proteínas não catalíticas, a concentração de proteínas e atividade enzimática no sobrenadante foi maior em relação ao experimento controle realizado na ausência de BSA e do soro de leite, sugerindo que as enzimas foram menos adsorvidas e mais ativas. Foi observado um aumento de aproximadamente 100% na termoestabilidade de xilanase nas 4 primeiras horas de incubação na presença do soro in natura e do BSA, e na presença do soro de leite precipitado, a xilanase manteve 70% de atividade durante as 72h de incubação. Estes resultados indicam que a adição das proteínas não catalíticas melhoram os rendimentos de hidrólise devido ao provável bloqueio da lignina e consequente diminuição da adsorção de enzimas na biomassa. Sendo o soro de leite uma alternativa econômica e tecnicamente viável para aumento da eficiência do coquetel enzimático dos fungos Chrysoporthe cubensis:Penicillium pinophilum.
Produção, purificação e caracterização de uma poligalacturonase de Cylindrocladium pteridis.
(Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia. Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto., 2013) Ázar, Rafaela Inês de Souza Ladeira; Guimarães, Valéria Monteze
Os objetivos deste trabalho foram selecionar diferentes fontes de carbono indutoras da poligalacturonase em cultura submersa de Cylindrocladium pteridis LPF-59, purificar e caracterizar a enzima para identificação das propriedades funcionais interessantes para possíveis aplicações biotecnológicas e industriais. Para produção da poligalacturonase, o fungo foi cultivado por 168 horas em meio líquido composto por uma das seis diferentes fontes de carbono: resíduo de viveiro de eucalipto antigo, resíduo de viveiro de eucalipto novo, folha de eucalipto, caule jovem de eucalipto, caule lignificado de eucalipto e farelo de trigo. A enzima produzida a partir da cultura fúngica em meio contendo folha de eucalipto foi purificada por cromatografias de troca iônica e filtração em gel. Ao final do processo, a poligalacturonase apresentou um fator de purificação de 13,32 vezes, com rendimento de 18,91%. A massa molecular da enzima foi de aproximadamente 68 KDa quando estimada por SDS-PAGE. A enzima apresentou atividade máxima em pH 4,0 e na temperatura de 60oC. Os valores de meia-vida para a poligalacturonase foram de 260 e 66 minutos, nas temperaturas de 50 e 60oC, respectivamente. Os valores de KM e Vmax, utilizando o substrato ácido poligalacturônico, foram 0,525 mg.mL-1 and 5,862 U.mL-1, respectivamente e 6,770 mg.mL-1 e 16,166 U.mL-1 para a pectina cítrica. A enzima apresentou atividade hidrolítica para ácido poligalacturônico, pectina cítrica e PDA (potato dextrose agar) . A atividade enzimática foi 97 % inibida por HgCl2 e 85 % por SDS, e na presença de CaCl2, FeSO4, lactose e EDTA, a enzima ainda manteve aproximadamente 50% da atividade original. A poligalacturonase identificada neste trabalho apresentou propriedades adequadas para sua possível aplicação em indústrias alimentícias, uma vez que sua atuação em ambientes ácidos e em altas temperaturas indica que poderia ser utilizada no processo de preparação e clarificação do suco de frutas.