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Produção de inulinase por Kluyveromyces marxianus em processo batelada alimentada a partir de meios industriais pre-tratados.

Autor(es):
Guilherme Lopes Mendes
Número total de Autores: 1
Tipo de documento: Dissertação de Mestrado
Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia de Alimentos
Data de defesa:
Membros da banca:
Daniel Ibraim Pires Atala; Eliana Setsuko Kamimura; Fatima Aparecida Almeida Costa
Orientador: Maria Isabel Rodrigues
Resumo

A inulinase é uma enzima importante na produção de frutose através da hidrólise enzimática da inulina e também na produção de frutooligossacarídeos. Os meios industriais para produção desta enzima são bastante complexos e alguns de seus componentes podem propiciar a formação de precipitados ao longo da etapa fermentativa. Numa primeira etapa deste trabalho, o objetivo principal foi estudar as condições de pré-tratamento de melaço de cana-de-açúcar e água de maceração de milho para viabilizar a recuperação e purificação direta do caldo fermentado contendo a enzima inulinase. As condições de pré-tratamento otimizadas foram assim definidas: 4% (p/p) de carvão ativado tipo ANFC, sob agitação de 150 rpm a 60ºC durante 10 minutos, sendo que os substratos foram tratados separadamente numa concentração de 200 g/L. Em seguida, foi estudada a produção de inulinase por Kluyveromyces marxianus NRRL Y-7571 a partir destes meios industriais pré-tratados compostos por melaço de cana-de-açúcar (MEL) e água de maceração de milho (AMM) em reatores operando em batelada alimentada. As fermentações foram iniciadas em batelada alimentada contendo 188 g/L de AMM, 30 g/L de MEL (20 g/L de ART) e 7,5 g/L de extrato de levedura, com base nas condições otimizadas em frascos agitados. Observou-se que ocorre um aumento gradativo no pH após a exaustão da fonte de carbono contida no meio inicial, indicando a necessidade de substrato. Sendo assim, estudou-se o controle de alimentação por "feedback" pela manutenção de pH do meio a 4,5. Complementarmente, verificou-se a alimentação exponencial com base em constante cinéticas definidas em batelada simples. O processo em reator de bancada com agitação de 450 rpm (pás inclinadas), aeração de 1,5 vvm, temperatura de 36ºC e controle de pH pela alimentação de melaço 200 g/L e HCl 0,5 N atingiu uma atividade enzimática máxima igual a 974 U/mL e uma concentração de biomassa final de 31,0 g/L após 135 h. Além disso, notou-se que altos níveis de oxigênio dissolvido e baixa concentração de açúcar no meio mostraram-se como boas condições para produção de inulinase e que um pulso de etanol parece ampliar a velocidade específica de produção de inulinase por Kluyveromyces marxianus NRRL Y-7571. (AU)

Processo FAPESP: 04/05716-5 - Produção de inulinase por "Kluyveromyces marxianus" em meios industriais no processo batelada alimentada e purificação em leito expandido
Beneficiário:Guilherme Lopes Mendes
Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Mestrado