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Tipo do documento: Dissertação
Título: Produção de proteases colagenolíticas de Aspergillus heteromorphus URM 0269 e extração em sistemas de duas fases aquosas para aplicação na hidrólise de colágeno
Autor: COSTA, Beatriz de Aquino Marques da 
Primeiro orientador: PORTO, Tatiana Souza
Primeiro coorientador: OLIVEIRA, Vagne de Melo
Primeiro membro da banca: PONTUAL, Emmanuel Viana
Segundo membro da banca: LINS, Leandro Fragoso
Terceiro membro da banca: NASCIMENTO, Thiago Pajeú do
Resumo: O aumento da demanda dos consumidores por produtos que contenham ingredientes funcionais e benéficos a saúde e bem-estar tem impulsionado o mercado de colágeno e seus hidrolisados. Atrelado a isso, alternativas que venham a baratear a produção desses compostos são incentivadas, levando à investigação da utilização de fungos filamentosos para a produção de proteases, de meios mais simples de extração e purificação dessas enzimas e do potencial de resíduos de pescado como fontes de colágeno. Nesse contexto, o objetivo do presente trabalho foi produzir proteases colagenolíticas a partir de Aspergillus heteromorphus URM 0269 usando fermentação em estado sólido, purificá-las utilizando sistema de duas fases aquosas (SDFA) e aplica-las na hidrólise de colágeno. Para isso, o micro-organismo foi cultivado (3g de farelo de trigo, 20% de umidade, 30°C, 96 horas) para obtenção do extrato enzimático bruto. O extrato bruto foi então submetido a um planejamento fatorial (23) para purificação de proteases colagenolíticas utilizando SDFA, tendo como variáveis independentes: massa molar de PEG (MPEG), concentração de PEG (CPEG) e concentração de sulfato (Csulf). As proteases extraídas por SDFA PEG/sulfato foram avaliadas quanto a sua estabilidade em diferentes níveis de pH (4,0 – 11,0). Para a obtenção do colágeno, foram utilizados resíduos de pele de cioba (Lutjanus analis) submetidos a tratamento com ácido acético (0,5M). A enzima foi particionada preferencialmente para a fase rica em PEG (K>1) cujo maior fator de purificação e recuperação (FP = 6,256 e Y= 404,432%) foi obtido usando MPEG 8000 g/mol, CPEG 30%, Csulf 10%. A avaliação do efeito do pH sobre a atividade enzimática revelou que a extração em SDFA foi capaz de aumentar a faixa de pH com alta atividade enzimática (7,0 – 11,0) em comparação com o observado no extrato bruto (6,0 – 7,0), assim como a sua estabilidade, mantendo pelo menos 80% de sua atividade proteásica após 20 horas de incubação. A extração do colágeno de pele de cioba (Lutjanus analis) resultou em um rendimento de 8,056% e o ensaio de hidrólise utilizando as amostras enzimáticas de extrato bruto e aquelas da fase PEG do SDFA se mostraram capazes de hidrolisar o colágeno extraído, ambas obtendo um pico de hidrólise após 36h de tratamento. A partir dos resultados obtidos no presente trabalho, espera-se que mais estudos sejam desenvolvidos a fim de elucidar as propriedades e potencial biológico dos hidrolisados produzidos.
Abstract: The increase in consumer demand for products that contain functional ingredients that are beneficial to their health and well-being has increased the market for agents of this nature, such as collagen and its hydrolysates. Thus, research for alternatives that make one or more stages of the production of these compounds more cost-effective is constantly encouraged, leading to the investigation of the use of filamentous fungi to produce proteases, simpler means of extraction and purification of these enzymes and the potential of fish residues as sources of collagen. In this context, the objective of the present work was to produce collagenolytic proteases from Aspergillus heteromorphus URM 0269 using solid-state fermentation, extract them using aqueous two-phase system (ATPS) and apply them in collagen hydrolysis. For this, the microorganism was cultivated (3g of wheat bran, 20% humidity, 30°C, 96) to obtain the crude enzymatic extract. The crude extract was then submitted to a factorial design (23) for the purification of collagenolytic proteases using ATPS, having as independent variables: PEG molar mass (MPEG), PEG concentration (CPEG) and sulfate (Csulf). Subsequently, the proteases extracted by PEG/sulfate ATPS were evaluated for their stability at different pH levels (4.0 – 11.0). To obtain the collagen, residues of red snapper (Lutjanus analis) skin were submitted to treatment with acetic acid (0.5M). The enzyme was partitioned preferentially to the PEG-rich phase (K>1) whose highest purification and recovery factor (PF = 6.256 and Y= 404.432%) was obtained using MPEG 8000 g/mol, CPEG 30%, Csulf 10%. The evaluation of the effect of pH on the enzymatic activity revealed that the extraction in ATPS was able to increase the pH range with high enzymatic activity (7.0 – 11.0) compared to that observed in the crude extract (6.0 – 7.0), as well as its stability, maintaining at least 80% of their protease activity after 20 hours of incubation for all pH levels analyzed, except for pH 11.0. The extraction of collagen from red snapper skin resulted in a yield of 8.056% and the hydrolysis assay using the enzymatic samples of crude extract and those of the PEG phase of the ATPS were able to hydrolyze the extracted collagen, both obtaining a peak of hydrolysis after 36 hours of treatment. From the results obtained in the present work, it is expected that more studies will be developed to elucidate the properties and biological potential of the hydrolysates produced.
Palavras-chave: Aspergillus heteromorphus
Protease colagenolítica
Enzima
Peptídeo
Área(s) do CNPq: CIENCIAS AGRARIAS::MEDICINA VETERINARIA
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal Rural de Pernambuco
Sigla da instituição: UFRPE
Departamento: Departamento de Morfologia e Fisiologia Animal
Programa: Programa de Pós-Graduação em Biociência Animal
Citação: COSTA, Beatriz de Aquino Marques da. Produção de proteases colagenolíticas de Aspergillus heteromorphus URM 0269 e extração em sistemas de duas fases aquosas para aplicação na hidrólise de colágeno. 2022. 86 f. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Biociência Animal) - Universidade Federal Rural de Pernambuco, Recife.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.tede2.ufrpe.br:8080/tede2/handle/tede2/8667
Data de defesa: 29-Jul-2022
Aparece nas coleções:Mestrado em Biociência Animal

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