Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/5676
Tipo: Dissertação
Título: Produção e Caracterização Bioquímica do complexo amilolítico de Humicola brevis var. thermoidea e sua aplicação na sacarificação do amido
Autor(es): Camila Langer Marciano
Primeiro orientador: Douglas Chodi Masui
Resumo: Dentre as enzimas usadas em bioprocessos, as amilases representam um grupo versátil de biocatalizadores usados pela indústria na sacarificação do amido. Isso porque, são enzimas capazes de hidrolisar as ligações glicosídicas do amido e liberar glicose, maltose e cadeias curtas de oligossacarídeos e por isso representam 30% do mercado global de enzimas. Dentre os produtores de amilases, os fungos filamentosos termófilos são microrganismos promissores para aplicações biotecnologicas, pois possuem a capacidade de hidrolisar subprodutos agrícolas e gerar produtos de alto valor agregado através da técnica de fermentação em estado sólido (FES). Em vista disso, foi produzido e caracterizado bioquimicamente o complexo amilolítico do fungo filamentoso termófílo Humicola brevis var. Thermoidea (AmyHb), comparando-o com a amilase comercial Termamyl®, bem como investigado a sua aplicação biotecnológica na sacarificação do amido. Ass im, a produção enzimática foi otimizada em FES, na qual demostrou a maior produção em meio contendo farelo de trigo a 50°C por 5-6 dias, sem adição de indutores. A atividade amilolítica ótima ocorreu em pH 5,0, a 60°C e a enzima se manteve estável entre pH 5,0 a 6,0, com termoestabilidade a 50°C e 60°C, principalmente na presença de Ca2+, resultados melhores do que encontrado pela Termamyl®. Ambas as enzimas foram fortemente inibidas por Hg+2, Cu+2 e Ag+, entretanto a AmyHb aumentou a atividade na presença de Mn+2 e Na+. Além disso, a AmyHb não foi inibida na presença de solventes orgânicos e apresentou uma maior tolerância em uma ampla faixa de NaCl e etanol, tendo um melhor desempenho em hidrolisar amido de batata e maltose quando compara a amilase comercial. A análise do gel de eletroforese mostrou que a AmyHb apresenta uma massa molecular próxima a 48 e 43kDa. Os ensaios de hidrólise de farinha de milho demonstraram que o Coquetel (AmyHb50%+Termamyl®50%) elevou significativamente a liberação de glicose e açúcares redutores totais quando comparados as enzimas sozinhas. A purificação parcial da AmyHb, juntamente com as características observadas pelos experimentos sugerem que o H. brevis produz duas amilases diferentes, mas que apresentam peso molecular muito próximo, o que dificulta a separação e purificação delas. Assim, o complexo amilolítico do H. brevis apresenta propriedades físico-químicas promissoras, com um bom desempenho associado a amilase comercial, o que demonstra ser uma alternativa biotecnológica promissora para aplicação no bioprocessamento de fontes amiláceas.
Abstract: Among the enzymes used in bioprocesses, amylases represent a versatile group of biocatalysts used by industry in starch saccharification. This is because they are enzymes capable of hydrolyzing the glycosidic bonds of starch and releasing glucose, maltose, and short chains of oligosaccharides and therefore represent 30% of the global enzyme market. Among amylase producers, thermophilic filamentous fungi are promising microorganisms for biotechnology applications, as they can hydrolyze agricultural by-products and generate high-value-added products through the solid-state fermentation technique (SSF). Because of this, the amylolytic complex of the thermophilic filamentous fungus Humicola brevis var. Thermoidea (AmyHb), comparing it with the commercial amylase Termamyl®, as well as investigating its biotechnological application in starch saccharification. Thus, enzyme production was optimized in FES, which showed the highest production in a medium containing wheat bran at 50°C for 5-6 days, without the addition of inducers. The optimal amylolytic activity occurred at pH 5.0, at 60°C and remained stable between pH 5.0 to 6.0, with thermostability at 50°C and 60°C, mainly in the presence of Ca2+, better results than found by Termamyl®. Both enzymes were strongly inhibited by Hg+2, Cu+2, and Ag+, however, AmyHb increased activity in the presence of Mn+2 and Na+. In addition, AmyHb was not inhibited in the presence of organic solvents and showed greater tolerance in a wide range of NaCl and ethanol, having a better performance in hydrolyzing potato starch and maltose when compared to commercial amylase. Analysis of the electrophoresis gel showed that AmyHb has a molecular mass close to 48 and 43kDa. The cornstarch flour hydrolysis assays demonstrated that the Cocktail (AmyHb50%+Termamyl®50%) significantly increased the release of glucose and total reducing sugars when compared to the enzymes alone. The partial purification of AmyHb, together with the characteristics observed by the experiments, suggest that H. brevis produces two different amylases, but with very similar molecular weights, which makes their separation and purification difficult. Thus, the amylolytic complex of H. brevis presents promising physicochemical properties, with a good performance associated with commercial amylase, which proves to be a promising biotechnological alternative for application in the bioprocessing of amylaceous sources.
Palavras-chave: Humicola brevis
thermoidea
sacarificação do amido
País: Brasil
Editor: Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul
Sigla da Instituição: UFMS
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/5676
Data do documento: 2023
Aparece nas coleções:Programa de Pós-graduação em Bioquímica e Biologia Molecular - SBBq

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