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Tipo do documento: Dissertação
Title: Estudo com Xilanase de Thermomyces lanuginosus na produção de Xilooligossacarídeos a partir de sorgo biomassa e seu efeito prebiótico.
Other Titles: Study of Xynalase from Thermomyces lanuginosus in the production of Xylooligosacarides from sorghum biomass and its prebiotic effect.
Autor: Nascimento, Andreza Gambelli Lucas Costa 
Primeiro orientador: Kadowaki, Marina Kimiko
Primeiro membro da banca: Kadowaki, Marina Kimiko
Segundo membro da banca: Maller, Alexandre
Terceiro membro da banca: Heinen, Paulo Ricardo
Resumo: A endoxilanase é uma das enzimas do complexo xilanolítico produzida pelo fungo Thermomyces lanuginosus com grande interesse industrial principalmente pela estabilidade a temperaturas elevadas e pela vasta aplicação biotecnológica. Deste modo, o presente trabalho teve como objetivo investigar a produção de xilooligossacarídeos a partir de sorgo biomassa pré-tratado com a endoxilanase livre e imobilizada de T. lanuginosus, bem como testar sua ação prebiótica em cultivo com probiótico Lactobacillus acidophilus. Inicialmente, a endoxilanase extracelular obtida de cultivo líquido de T. lanuginosus foi purificada por colunas cromatográficas e imobilizada com alginato de sódio, formando esferas através do método de gotejamento em solução de cloreto de cálcio a 300 mM, no qual obteve 78,5 % de rendimento de imobilização. A enzima imobilizada exibiu reuso por 11 ciclos, com atividade catalítica residual de 30 %. A estabilidade térmica para a forma livre da enzima foi de 100 % de atividade nas temperaturas de 65 ºC e 75 ºC por 5 horas, e 3 horas a 85 ºC, com atividade residual de 70 %. A forma imobilizada, porém, foi 100% estável por 5 horas a 65 ºC, e meia vida de 5 horas a 85 ºC. Ambas as formas apresentaram ótima estabilidade na faixa de 4,0 a 9,0 de pH, contudo, em pH 9,0 a enzima em sua forma livre obteve 66 % de atividade residual após 96 horas de incubação. A endoxilanase livre e imobilizada em alginato de cálcio foi utilizada para hidrolisar a xilana obtida do sorgo biomassa previamente tratado com peróxido de hidrogênio a 5 % e NaOH 2 %, com rendimento de 11,7 % de xilana. A análise por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) dos produtos de hidrólise da xilana pela endoxilanase livre e imobilizada após 1 hora de reação enzimática demonstrou 6,778 g/L e 5,076 g/L de xilooligossacarídeos, respectivamente. Os xilooligossacarídeos encontrados foram xilobiose, xilotriose, xilotetraose, xilopentaose e xilohexaose, sendo as maiores concentrações de xilotetraose e xilopentaose. O efeito prebiótico dos XOs produzidos foi constatado mediante seu consumo como fonte de carbono para o crescimento da bactéria Lactobacillus acidophilus. Portanto, a enzima endoxilanase do fungo T. lanuginosus é promissora na produção de XOS com ação prebiótica com uma boa resposta quando imobilizada, sendo assim uma alternativa de empregabilidade em processos industriais biotecnológicos mais sustentáveis.
Abstract: Endoxylanase is one of the enzymes of the xylanolytic complex produced by the fungus Thermomyces lanuginosus with great industrial interest, mainly due to its stability at high temperatures and its wide biotechnological application. Thus, the present work aimed to investigate the production of xylooligosaccharides from sorghum biomass pre-treated with the free and immobilized endoxylanase of T. lanuginosus as well as to test its prebiotic action in culture with the probiotic Lactobacillus acidophilus. Initially, the extracellular endoxylanase obtained from the liquid culture of T. lanuginosus was purified by chromatographic columns and immobilized with sodium alginate, forming spheres through the drip method in a 300 mM calcium chloride solution, which obtained 78.5 % of immobilization income. The immobilized enzyme exhibited reuse for 11 cycles, with a residual catalytic activity of 30 %. The thermal stability for the free form of the enzyme was 100 % activity at temperatures of 65 ºC and 75 ºC for 5 hours, and 3 hours at 85 ºC with a residual activity of 70 %. However, the immobilized form was 100 % stable for 5 hours at 65 °C, and a half-life of 5 hours at 85°C. Both forms showed excellent stability in the range of pH 4.0 to 9.0, however, at pH 9.0 the enzyme in its free form obtained 66% of residual activity after 96 hours of incubation. Free endoxylanase immobilized in calcium alginate was used to hydrolyze the xylan obtained from sorghum biomass previously treated with 5 % hydrogen peroxide and 2 % NaOH with a yield of 11.7 % of xylan. The high performance liquid chromatography (HPLC) analysis of xylan hydrolysis products by free and immobilized endoxylanase after 1 hour of enzymatic reaction showed 6.778 g/L and 5.076 g/L of xylooligosaccharides, respectively. Among the xylooligosaccharides found were xylobiose, xylotriose, xylotetraose, xylopentose and xylohexaose, with the highest concentrations of xylotetraose and xylopentaose. The prebiotic effect of the produced XOs was verified by their consumption as a carbon source for the growth of the Lactobacillus acidophilus bacteria. Therefore, the endoxylanase enzyme from the fungus T. lanuginosus is promising in the production of XOS with prebiotic action with a good response when immobilized, thus being an alternative for employability in more sustainable biotechnological industrial processes.
Keywords: endoxilanase
imobilização de enzimas
sorgo biomassa
xilooligossacarídeos
endoxylanase
enzyme immobilization
sorghum biomass
xylooligosaccharides
CNPq areas: Ciências Farmacêuticas
Idioma: por
País: Brasil
Publisher: Universidade Estadual do Oeste do Paraná
Sigla da instituição: UNIOESTE
Departamento: Centro de Ciências Médicas e Farmacêuticas
Program: Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas
Campun: Cascavel
Citation: NASCIMENTO, Andreza Gambelli Lucas Costa. Estudo com Xilanase de Thermomyces lanuginosus na produção de Xilooligossacarídeos a partir de sorgo biomassa e seu efeito prebiótico.. 2021. 70 f. Dissertação( Mestrado em Ciências Farmacêuticas) - Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Cascavel .
Tipo de acesso: Acesso Aberto
Endereço da licença: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
URI: https://tede.unioeste.br/handle/tede/8575
Issue Date: 6-Dec-2021
Appears in Collections:Mestrado em Ciências Farmacêuticas (CVL)

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