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https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/8676
Tipo: | Dissertação |
Título: | Purificação e caracterização bioquímica de poligalacturonases de Aspergillus niger e sua aplicação na clarificação de sucos |
Autor(es): | NATHALIA NUNES GLIENKE |
Primeiro orientador: | Giovana Cristina Giannesi |
Resumo: | A aplicação de enzimas nas indústrias tem crescido progressivamente devido à sua eficiência ambiental e adaptabilidade. As pectinases desempenham um papel fundamental na degradação de polissacarídeos da parede celular vegetal, tornando o carbono mais acessível para microrganismos devido à quebra celular. Fungos filamentosos, especialmente do gênero Aspergillus, lideram a produção em larga escala dessas enzimas, que são amplamente empregadas na indústria alimentícia, inclusive na clarificação de sucos de frutas. Neste contexto, o objetivo geral foi realizar a purificação de poligalacturonases produzida pelo fungo Aspergillus niger M2 e estudar suas características bioquímicas, para então aplicar na clarificação de sucos de fruta. A purificação da poligalacturonase produzida por Aspergillus niger M2 foi realizada por dois passos cromatográficos (DEAE-Fractogel e Phenyl-Sepharose), resultando em dois picos P1 e P2. Poligalacturonase do P1 resultou em uma purificação de 27,5 vezes com 51,7% de rendimento e uma atividade específica de 41,2 U/mg de proteína. Já a poligalacturonase do P2 apresentou atividade específica de 150,0 U/mg proteína, resultando em um fator de purificação de 100 vezes e um rendimento de 32,5%. Em termos de condições ótimas de atividade, P1 teve a sua melhor atividade em pH 4,0 e temperatura de 55 °C, enquanto P2 atingiu o seu máximo de atividade em pH 5,0 e temperatura de 50 °C. Além disso, P1 manteve mais de 90% de sua atividade residual após 4 horas em pH 4,0, enquanto P2 manteve 100% de sua atividade residual após 2 horas nos três pH avaliados (3,0, 4,0, 5,0) Ambas as enzimas retiveram mais de 70% de sua atividade residual após 4 horas temperaturas de 50, 55 e 60°C. Para os parâmetros cinéticos, tanto P1 como P2 demonstraram maior afinidade ao ácido poligalacturônico (KM de 1,93 e 1,62 mg/ml, respectivamente), seguido da pectina cítrica e pectina de maçã. Já para os testes de clarificação de sucos pelas poligalacturonases, foram utilizadas 8 polpas de frutas, onde os melhores resultados foram obtidos pelas polpas de carambola, 270,6% e 248,8% para P1 e P2, respectivamente. Em seguida as polpas de goiaba branca, P1 (183,9%) e P2 (183,1%), e banana-da-terra, chegando a 142,0 e 142,5% para P1 e P2, respectivamente. Assim, pode-se inferir que as poligalacturonases semi-purificadas a partir de Aspergillus niger M2 demonstram um grande potencial para serem aplicadas nas indústrias de bebidas, desempenhando um papel fundamental na produção eficiente e econômica de sucos de frutas com maior clareza. |
Abstract: | The application of enzymes in industries has been steadily growing due to their environmental efficiency and adaptability. Pectinases, a group of enzymes, play a crucial role in the degradation of plant cell wall polysaccharides, making carbon more accessible to microorganisms due to cell wall breakdown. Filamentous fungi, especially of the genus Aspergillus, lead the large-scale production of these enzymes, which are widely employed in the food industry, including in fruit juice clarification. In this context, the overall objective was to purify polygalacturonases produced by the fungus Aspergillus niger M2 and study their biochemical characteristics, and then apply them in fruit juice clarification. The purification of polygalacturonase produced by Aspergillus niger M2 was carried out through two chromatographic steps (DEAE-Fractogel and Phenyl-Sepharose), resulting in two polygalacturonases, P1 and P2. P1 was purified with a purification factor of 27.5 times, yielding 51.7%, and a specific activity of 41.2 U/mg of protein. P2, on the other hand, had a specific activity of 150.0 U/mg of protein, resulting in a purification factor of 100.0 times with a yield of 32.5%. Regarding the optimal activity conditions, P1 exhibited better activity at pH 4.0 and a temperature of 55 °C, while P2 reached its peak activity at pH 5.0 and a temperature of 50 °C. Furthermore, P1 retained over 90% of its residual activity after 4 hours at pH 4.0, while P2 maintained 100% of its residual activity after 2 hours at the three pH levels evaluated (3.0 – 5.0). Both enzymes retained over 70% of their residual activity after 4 hours at temperatures of 50 °C, 55 °C, and 60 °C. For kinetic parameters, both P1 and P2 showed a higher affinity for polygalacturonic acid (with KM values of 1.93 and 1.62 mg/ml, respectively), followed by citrus pectin and apple pectin. As for the juice clarification tests using polygalacturonases, eight fruit pulps were used, with the best results obtained for carambola pulp, 270.6% and 248.8% for P1 and P2, respectively. Next were white guava pulps, 183.9% for P1 and 183.1% for P2, and plantain pulp, reaching 142.0% and 142.5% for P1 and P2, respectively. Therefore, it can be inferred that polygalacturonases purified from Aspergillus niger M2 demonstrate significant potential for application in the beverage industry, playing a crucial role in the efficient and cost-effective production of fruit juices with greater clarity. |
Palavras-chave: | 123 |
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/123456789/8676 |
Data do documento: | 2024 |
Aparece nas coleções: | Programa de Pós-graduação em Bioquímica e Biologia Molecular - SBBq |
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