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Tipo: Dissertação
Título: Estudo bioquímico de fitase, protease e xilanase produzidas por fungos filamentosos usando fontes de carbono alternativas: comparação com as enzimas comerciais e aplicação na alimentação animal
Autor(es): ANA LORENA DE OLIVEIRA SIMAS
Primeiro orientador: Giovana Cristina Giannesi
Resumo: Nas últimas décadas a fabricação de ração animal passou a substituir o uso de proteínas de origem animal por fontes de proteína vegetal. Entretanto, muitos ingredientes de origem vegetal contêm fatores antinutricionais como polissacarídeos não amiláceos, fitatos e outros. Desta maneira, são adicionadas enzimas nas rações para aumentar a disponibilidade dos nutrientes dos alimentos, promover o crescimento animal e melhorar o desempenho produtivo zootécnico. Sendo assim, esse estudo foi realizado com o objetivo de selecionar e caracterizar o fungo com melhor produção de fitase, protease e xilanase, aplicar estas enzimas em diferentes alimentos e compará-las com as enzimas comerciais. Foram utilizados sete fungos filamentosos dos gêneros Aspergillus sp e Thermoascus sp em cultivo semi-sólido usando fonte de carbono alternativas. Os melhores produtores de fitase foi A. niveus em arroz integral seguido por Aspergillus sp. M2 em palha de arroz. Os melhores produtores de protease foram Aspergillus sp. M2 em palha de arroz, seguido por A. flavus em farelo de trigo. Em xilanase, os melhores produtores foram A. niveus em arroz integral, seguido por Aspergillus sp. M2 em palha de arroz. O teste de tempo de crescimento mostrou o pico de produção de fitase sendo em A. niveus em 144 horas (3,14 U/mg) de incubação em palha de arroz, assim como para a produção de xilanase com produção máxima de 11,53 U/mg. Já a protease obteve pico em 96 horas com A. niveus (2,67 ± 0,35 U/mg) em palha de arroz. Posteriormente, foi realizada a caracterização enzimática quanto ao pH e temperatura ótima usando A. niveus crescido em palha de arroz. A fitase produzida apresentou um pico de atividade em pH e temperatura de 4,5-5 e 45°C, respectivamente. O pico de temperatura e pH ótimos para as proteases foram 50°C e pH 6, e para as xilanases e 45°C e pH 5, respectivamente. A atividade in vitro nos alimentos para animais foi determinada em µmoles/mL de produto liberado, e a fitase de A. niveus foi melhor em FT (farelo de trigo) com 2,21 ± 0,15 µmoles/mL, já a fitase comercial mostrou melhor atividade em FA (farelo de arroz) com 1,86 ± 0,04 µmoles/mL. A atividade in vitro de protease de A. niveus mostrou maior atividade em FA com 8,34 ± 0,76 µmoles/mL, a protease comercial mostrou melhor resultado no alimento DAF (dieta alternativa - pura fibra) com 5,57 ± 0,14 µmoles/mL. A atividade in vitro da xilanase de A. niveus mostrou altos níveis de atividade enzimática, destacando-se no alimento MI (milho) com 96,55 ± 6,79 µmoles/mL, já xilanase comercial se destacou na degradação de FT com 31,05 ± 3,85 µmoles/mL de açúcar liberado. Desta maneira, foram produzidas enzimas que se adicionadas a alimentos para animais, podem ser capazes de melhorar a disponibilidade de nutrientes em animais não-ruminantes.
Abstract: In recent decades, the manufacture of animal feed began to replace the use of animal proteins with vegetable protein sources. However, many plant-based ingredients contain anti-nutritional factors such as non-starch polysaccharides, phytates and others. In this way, enzymes are added to the feed to increase the availability of food nutrients, promote animal growth and improve zootechnical productive performance. Therefore, this study was carried out with the objective of selecting and characterizing the fungus with the best production of phytase, protease and xylanase, applying these enzymes in different foods and comparing them with commercial enzymes. Seven filamentous fungi of the genera Aspergillus sp and Thermoascus sp were used in semi-solid cultivation using alternative carbon sources. The best phytase producers were A. niveus in brown rice followed by Aspergillus sp. M2 in rice straw. The best protease producers were Aspergillus sp. M2 on rice straw, followed by A. flavus on wheat bran. In xylanase, the best producers were A. niveus on brown rice, followed by Aspergillus sp. M2 in rice straw. The growth time test showed the peak of phytase production in A. niveus at 144 hours (3.14 U/mg) of incubation in rice straw, as well as for xylanase production with a maximum production of 11.53 U/mg. Protease peaked at 96 hours with A. niveus (2.67 ± 0.35 U/mg) in rice straw. Subsequently, the enzymatic characterization was performed regarding pH and optimum temperature using A. niveus grown on rice straw. The phytase produced showed a peak of activity at pH and temperature of 4.5-5 and 45°C, respectively. The optimal peak temperature and pH for proteases were 50°C and pH 6, and for xylanases and 45°C and pH 5, respectively. The in vitro activity in animal feed was determined in µmol/mL of released product, and the phytase from A. niveus was better in FT (wheat bran) with 2.21 ± 0.15 µmol/mL, whereas the commercial phytase showed better activity on FA (rice bran) with 1.86 ± 0.04 µmol/mL. The in vitro protease activity of A. niveus showed greater activity in FA with 8.34 ± 0.76 µmol/mL, the commercial protease showed better results in DAF food (alternative diet - pure fiber) with 5.57 ± 0.14 µmoles/mL. The in vitro activity of A. niveus xylanase showed high levels of enzymatic activity, standing out in the MI food (corn) with 96.55 ± 6.79 µmol/mL, whereas commercial xylanase stood out in the degradation of FT with 31.05 ± 3.85 µmol/mL of released sugar. In this way, enzymes were produced that, if added to animal feed, may be able to improve the availability of nutrients in non-ruminant animals.
Palavras-chave: fitases
proteases
xilanases
Aspergillus sp
Thermoascus aurantiacus.
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/123456789/5817
Data do documento: 2023
Aparece nas coleções:Programa de Pós-graduação em Bioquímica e Biologia Molecular - SBBq

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