Sintese de oligossacarideos a partir da sacarose por inulinase de Kluyveromyces marxianus var. bulgaricus

Autor(es)

Andrelina Maria Pinheiro Santos

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Campinas, SP.
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia de Alimentos
• Data de defesa: 2002-12-16

Membros da banca

Francisco Maugeri Filho; Maria Isabel Rodrigues; Fátima Aparecida de Almeida Costa; Telma Teixeira Franco; Eloizio Julio Ribeiro

• Orientador: Francisco Maugeri Filho

Resumo

Oligossacarídeos são considerados como novos ingredientes funcionais dos alimentos, sendo denominados como prebióticos, devido as suas características fisiológicas e tecnológicas. Podem ser produzidos a partir da sacarose, matéria prima abundante no Brasil, pela ação de enzimas. A inulinase tem como principal característica a atividade hidrolítica frente à inulina, mostrando em certas condições, atividade de transfrutosilação, como demonstrado em trabalhos recentes realizados com a inulinase de Kluyveromyces marxianus var. bulgaricus, caracterizada pela formação de frutooligossacarídeos (kestose, nistose e 1-frutosilnistose). Baseando-se nestes estudos, este trabalho teve como objetivo principal estudar a atividade de transfrutosilação desta enzima.Inicialmente produziu-se da enzima por fermentação em frascos agitados, obtendo uma máxima atividade de 301 UI/mL no pH 3,4 e temperatura 23°C. Em seguida, estudou-se a otimização do processo de purificação utilizando resinas trocadoras de íons, sendo a resina aniônica Q-Sepharose FF a que apresentou melhores resultados, tanto em relação ao fator de purificação (23 vezes em relação ao caldo bruto), quanto ao de recuperação (70%).A partir da enzima purificada determinou-se o pH 4,4 como sendo o ótimo de reação para a enzima na forma livre e 4,8 para a enzima imobilizada em alginato de cálcio. Quanto ao pH de estabilidade obteve-se para a enzima livre o melhor resultado a pH 4,8, correspondendo à uma meia vida de aproximadamente 10 dias, a 50°C, enquanto que para a enzima imobilizada o melhor pH foi 4,6, com uma meia vida de aproximadamente 6 dias, a 45°C. A temperatura ótima de reação foi de 60°C e 57,5°C para a enzima livre e imobilizada, respectivamente.No estudo cinético, observou-se que a equação de Michaelis-Menten com termo de inibição pelo substrato ajustou-se bem aos dados experimentais e obtendo-se os seguintes valores para as constantes cinéticas: Km= 0,0389 e 0,1070 M, Vmax=86,96.10-9 e 36,90.10-9 mol/min.L, Ki=0,5857 e 1,3548 M: para as enzimas livre e imobilizada respectivamente. Estudando os efeitos inibitórios da concentração de glicose e frutose, verificou-se que, em baixas concentrações de sacarose (5 a 20 g/L), o aumento da concentração de frutose e glicose diminui a atividade da enzima, denotando inibição pelos produtos. Por outro lado, em altas concentrações de sacarose (150 a 500 g/L), onde se verifica uma forte inibição pelo substrato, houve um aumento na atividade enzimática na presença de glicose e frutose a 75 g/L.Para o estudo da síntese de frutooligossacarídeos utilizou-se a técnica de planejamento experimental, obtendo-se a melhor condição a pH 6,0, temperatura de 50°C, 450 g/L de sacarose e 4 UI/mL de atividade enzimática final no reator, obtendo-se uma conversão de 12,65 %. A máxima produção de oligossacarídeos foi de 82 g/L, obtida com a adição de 200 g/L de glicose como aceptor e 500 g/L de sacarose. Também foi feito um estudo comparativo de síntese, com a enzima imobilizada em reator de leito fixo e de mistura e na forma livre. Em todos os casos foram obtidos 50 g/L de frutooligossacarídeos (AU)

• Processo FAPESP: 98/05182-8 - Síntese de oligossacarídeos a partir da sacarose por inulinase de Kluyveromyces bulgaricus
• Beneficiário: Andrelina Maria Pinheiro Santos
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado