Purificação simultânea de anidrase carbônica e C-ficocianina

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2018
Autor(a) principal: Lucas, Andressa Jantzen da Silva
Orientador(a): Kalil, Susana Juliano
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Bioprodutos
Precipitação por sal
Spirulina platensis
Ultrafiltração
Bioproducts
Precipitation by salt
Ultrafiltration
Link de acesso: https://repositorio.furg.br/handle/123456789/12555
Resumo: Dissertação (Mestrado)
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spelling Lucas, Andressa Jantzen da SilvaKalil, Susana Juliano2025-04-02T17:40:29Z2025-04-02T17:40:29Z2018LUCAS, Andressa Jantzen da Silva. Purificação simultânea de anidrase carbônica e C-ficocianina. 2018. 144 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia e Ciência de Alimentos) - Programa de Pós-graduação em Engenharia e Ciência de Alimentos, Escola de Química e Alimentos, Universidade Federal do Rio Grande, Rio Grande, 2018.https://repositorio.furg.br/handle/123456789/12555Dissertação (Mestrado)A biomassa microalgal é uma fonte potencialmente atrativa para obtenção de diversos bioprodutos, dentre eles a C-ficocianina e a anidrase carbônica. C-ficocianina é um pigmento fotossintético acessório da família das ficobiliproteínas e tem sido utilizada como corante natural na indústria de alimentos. A anidrase carbônica é uma metaloenzima que catalisa a hidratação reversível do dióxido de carbono (CO2 ) com alta eficiência, sendo utilizada para captação de CO2 através de sistemas biológicos. Os métodos de extração, separação, purificação e a qualidade da matéria-prima desempenham papéis importantes durante o processo. Muitos métodos podem ser aplicados para purificação de bioprodutos, tais como precipitação, ultrafiltração, sistema aquoso bifásico ou a combinação destes seguido de uma ou mais etapas cromatográficas. A precipitação utilizando sulfato de amônio é uma das técnicas mais adotadas, tanto em escala laboratorial como industrial. A ultrafiltração tem ganhado importância na purificação de bioprodutos, pois pode ser aplicada na produção em larga escala e é simples de ser realizada. Além disso, esta técnica é normalmente realizada à temperatura ambiente, o que minimiza o dano térmico ao produto. Neste estudo, as técnicas de precipitação com sulfato de amônio e ultrafiltração foram utilizadas para purificar simultaneamente C-ficocianina e anidrase carbônica a partir de biomassa úmida de Spirulina platensis LEB-5 2 . No primeiro artigo, foi estudado a precipitação direta utilizando diferentes faixas de saturações de sulfato de amônio (40, 50 e 60%) e diferentes valores de pH (6, 7 e 8). Através de um delineamento fatorial 2 2 com pontos centrais verificou-se que para alcançar um maior fator de purificação para anidrase carbônica e C-ficocianina deve-se utilizar pH 8 e saturação de sulfato de amônio de 60%, obtendo-se fator de purificação de anidrase carbônica e C-ficocianina de 572,2 e 2,6 vezes, respectivamente, valores esses associados a uma elevada recuperação, 90% e 3233% para C-ficocianina e anidrase carbônica. Além disso, C-ficocianina com pureza de grau alimentar (0,71) foi obtida. Os dois bioprodutos foram separados, uma vez que C-ficocianina foi obtida na fração precipitada e anidrase carbônica na fração sobrenadante. A influência do sulfato de amônio na atividade enzimática da anidrase carbônica (U/mL) também foi avaliada, onde a atividade da anidrase carbônica (U/mL) aumentou conforme o incremento na concentração de sal. No segundo artigo, fez-se uso da precipitação fracionada com sulfato de amônio e também verificou-se que foi possível separar C-ficocianina e anidrase carbônica. Para purificação simultânea dos dois bioprodutos os melhores resultados obtidos foram utilizando pH 8 e fracionamento na faixa de 0-20% / 20-50% de saturação de sulfato de amônio. Nestas condições foram obtidos fator de purificação de 347,0 vezes e recuperação de 3049% para anidrase carbônica e fator de purificação de 2,0 vezes e recuperação de 85% para C-ficocianina com pureza de 0,75. Não foi possível purificar simultaneamente C-ficocianina e anidrase carbônica utilizando ultrafiltração. Ao utilizar tubos Vivaspin® 15 Turbo, pode-se concluir que a membrana de 50 kDa permitiu a passagem dos dois bioprodutos e a de 100 kDa reteve os dois bioprodutos devido à incrustação da membrana. Ao se utilizar membrana de 100 kDa na ultrafiltração com célula também pode-se perceber que tanto a C-ficocianina quanto a anidrase carbônica permaneceram na fração retida, fazendo com que estas condições não se apliquem ao processo de separação.Microalgal biomass is a potentially attractive source for the obtaining of several bioproducts, among them C-phycocyanin and carbonic anhydrase. C-phycocyanin is a photosynthetic accessory pigment of the phycobiliproteins family and has been used as a natural dye in the food industry. Carbonic anhydrase is a metalloenzyme that catalyzes the reversible hydration of carbon dioxide (CO2 ) with high efficiency, being used to capture CO2 through biological systems. The methods of extraction, separation, purification and the raw material’s quality play important roles during the process. Many methods may be applied in the purification of bioproducts, such as precipitation, ultrafiltration, aqueous biphasic system or their combination, followed by one or more chromatographic steps. Precipitation using ammonium sulfate is one of the most widely used techniques, both in laboratorial and industrial scale. Ultrafiltration has gained importance in the purification of bioproducts since it can be applied in large scale production and is simple to perform. In addition, this technique is usually performed at ambient temperature, which minimizes thermal damage to the product. In this study, ammonium sulfate precipitation and ultrafiltration techniques were used to simultaneously purify C-phycocyanin and carbonic anhydrase from the wet biomass of Spirulina platensis LEB-52. In the first article, direct precipitation was studied using different ranges of ammonium sulfate saturations (40, 50 and 60%) and different pH values (6, 7 and 8). Through a factorial design 2 2 with central points, it was verified that, in order to reach a higher purification factor for carbonic anhydrase and C-phycocyanin, pH 8 and an ammonium sulfate saturation of 60% must be used, obtaining purification factors of carbonic anhydrase and C-phycocyanin of 572.2 and 2.6 times, respectively, values associated with high recoveries, 90% and 3233% for C-phycocyanin and carbonic anhydrase. In addition, C-phycocyanin with food grade purity (0.71) was obtained. The two bioproducts were separated, since C-phycocyanin was obtained in the precipitated fraction and carbonic anhydrase in the supernatant fraction. The influence of ammonium sulfate on the enzymatic activity of carbonic anhydrase (U/mL) was also evaluated, where the carbonic anhydrase activity (U/mL) increased as the salt concentration increased. In the second article, fractional precipitation with ammonium sulfate was used and it was also found that it was possible to separate C-phycocyanin and carbonic anhydrase. For simultaneous purification of the two bioproducts the best results were obtained using pH 8 and fractionation in the range of 0-20%/20-50% ammonium sulfate saturation. Under these conditions, a purification factor of 347.0 times and recovery of 3049% for carbonic anhydrase and purification factor of 2.0 times and recovery of 85% for C-phycocyanin with purity of 0.75 were obtained. It was not possible to simultaneously purify C-phycocyanin and carbonic anhydrase using ultrafiltration. When using Vivaspin® 15 Turbo tubes, it can be concluded that the 50 kDa membrane allowed the passage of the two bioproducts and the 100 kDa membrane retained the two bioproducts due to membrane incrustation. When using a 100 kDa membrane in cell ultrafiltration, it could also be seen that both C-phycocyanin and carbonic anhydrase remained in the retained fraction, so that these conditions do not apply to the separation process.porBioprodutosPrecipitação por salSpirulina platensisUltrafiltraçãoBioproductsPrecipitation by saltUltrafiltrationPurificação simultânea de anidrase carbônica e C-ficocianinaSimultaneous purification of C-phycocyanin and carbonic anhydraseinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da FURG (RI FURG)instname:Universidade Federal do Rio Grande (FURG)instacron:FURGORIGINALAndressa Jantzen da Silva Lucas.pdfAndressa Jantzen da Silva Lucas.pdfapplication/pdf1644309https://repositorio.furg.br/bitstreams/51464b35-ee07-4145-ac39-91f0660b63ad/download1f2c8d6496c2557ab31e1c3d4678c9b4MD51trueAnonymousREADLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://repositorio.furg.br/bitstreams/b32123da-7e64-416d-af2f-63ae504eab78/download8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52falseAnonymousREADTEXTAndressa Jantzen da Silva Lucas.pdf.txtAndressa Jantzen da Silva Lucas.pdf.txtExtracted texttext/plain102958https://repositorio.furg.br/bitstreams/8a1ed9b3-e91e-4194-b811-d21b55d53f15/download879d3a5674c73eab224a2c018ad81809MD53falseAnonymousREADTHUMBNAILAndressa Jantzen da Silva Lucas.pdf.jpgAndressa Jantzen da Silva Lucas.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg3523https://repositorio.furg.br/bitstreams/b09a2dab-2678-4678-bab0-6506b9ad86dc/downloadf620d99a2377bdf5790bacfde531cd21MD54falseAnonymousREAD123456789/125552025-12-10 00:14:29.867open.accessoai:repositorio.furg.br:123456789/12555https://repositorio.furg.brRepositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.furg.br/oai/request || http://200.19.254.174/oai/requestrepositorio@furg.br||sib.bdtd@furg.bropendoar:2025-12-10T03:14:29Repositório Institucional da FURG (RI FURG) - Universidade Federal do Rio Grande (FURG)falseTk9URTogUExBQ0UgWU9VUiBPV04gTElDRU5TRSBIRVJFClRoaXMgc2FtcGxlIGxpY2Vuc2UgaXMgcHJvdmlkZWQgZm9yIGluZm9ybWF0aW9uYWwgcHVycG9zZXMgb25seS4KCk5PTi1FWENMVVNJVkUgRElTVFJJQlVUSU9OIExJQ0VOU0UKCkJ5IHNpZ25pbmcgYW5kIHN1Ym1pdHRpbmcgdGhpcyBsaWNlbnNlLCB5b3UgKHRoZSBhdXRob3Iocykgb3IgY29weXJpZ2h0Cm93bmVyKSBncmFudHMgdG8gRFNwYWNlIFVuaXZlcnNpdHkgKERTVSkgdGhlIG5vbi1leGNsdXNpdmUgcmlnaHQgdG8gcmVwcm9kdWNlLAp0cmFuc2xhdGUgKGFzIGRlZmluZWQgYmVsb3cpLCBhbmQvb3IgZGlzdHJpYnV0ZSB5b3VyIHN1Ym1pc3Npb24gKGluY2x1ZGluZwp0aGUgYWJzdHJhY3QpIHdvcmxkd2lkZSBpbiBwcmludCBhbmQgZWxlY3Ryb25pYyBmb3JtYXQgYW5kIGluIGFueSBtZWRpdW0sCmluY2x1ZGluZyBidXQgbm90IGxpbWl0ZWQgdG8gYXVkaW8gb3IgdmlkZW8uCgpZb3UgYWdyZWUgdGhhdCBEU1UgbWF5LCB3aXRob3V0IGNoYW5naW5nIHRoZSBjb250ZW50LCB0cmFuc2xhdGUgdGhlCnN1Ym1pc3Npb24gdG8gYW55IG1lZGl1bSBvciBmb3JtYXQgZm9yIHRoZSBwdXJwb3NlIG9mIHByZXNlcnZhdGlvbi4KCllvdSBhbHNvIGFncmVlIHRoYXQgRFNVIG1heSBrZWVwIG1vcmUgdGhhbiBvbmUgY29weSBvZiB0aGlzIHN1Ym1pc3Npb24gZm9yCnB1cnBvc2VzIG9mIHNlY3VyaXR5LCBiYWNrLXVwIGFuZCBwcmVzZXJ2YXRpb24uCgpZb3UgcmVwcmVzZW50IHRoYXQgdGhlIHN1Ym1pc3Npb24gaXMgeW91ciBvcmlnaW5hbCB3b3JrLCBhbmQgdGhhdCB5b3UgaGF2ZQp0aGUgcmlnaHQgdG8gZ3JhbnQgdGhlIHJpZ2h0cyBjb250YWluZWQgaW4gdGhpcyBsaWNlbnNlLiBZb3UgYWxzbyByZXByZXNlbnQKdGhhdCB5b3VyIHN1Ym1pc3Npb24gZG9lcyBub3QsIHRvIHRoZSBiZXN0IG9mIHlvdXIga25vd2xlZGdlLCBpbmZyaW5nZSB1cG9uCmFueW9uZSdzIGNvcHlyaWdodC4KCklmIHRoZSBzdWJtaXNzaW9uIGNvbnRhaW5zIG1hdGVyaWFsIGZvciB3aGljaCB5b3UgZG8gbm90IGhvbGQgY29weXJpZ2h0LAp5b3UgcmVwcmVzZW50IHRoYXQgeW91IGhhdmUgb2J0YWluZWQgdGhlIHVucmVzdHJpY3RlZCBwZXJtaXNzaW9uIG9mIHRoZQpjb3B5cmlnaHQgb3duZXIgdG8gZ3JhbnQgRFNVIHRoZSByaWdodHMgcmVxdWlyZWQgYnkgdGhpcyBsaWNlbnNlLCBhbmQgdGhhdApzdWNoIHRoaXJkLXBhcnR5IG93bmVkIG1hdGVyaWFsIGlzIGNsZWFybHkgaWRlbnRpZmllZCBhbmQgYWNrbm93bGVkZ2VkCndpdGhpbiB0aGUgdGV4dCBvciBjb250ZW50IG9mIHRoZSBzdWJtaXNzaW9uLgoKSUYgVEhFIFNVQk1JU1NJT04gSVMgQkFTRUQgVVBPTiBXT1JLIFRIQVQgSEFTIEJFRU4gU1BPTlNPUkVEIE9SIFNVUFBPUlRFRApCWSBBTiBBR0VOQ1kgT1IgT1JHQU5JWkFUSU9OIE9USEVSIFRIQU4gRFNVLCBZT1UgUkVQUkVTRU5UIFRIQVQgWU9VIEhBVkUKRlVMRklMTEVEIEFOWSBSSUdIVCBPRiBSRVZJRVcgT1IgT1RIRVIgT0JMSUdBVElPTlMgUkVRVUlSRUQgQlkgU1VDSApDT05UUkFDVCBPUiBBR1JFRU1FTlQuCgpEU1Ugd2lsbCBjbGVhcmx5IGlkZW50aWZ5IHlvdXIgbmFtZShzKSBhcyB0aGUgYXV0aG9yKHMpIG9yIG93bmVyKHMpIG9mIHRoZQpzdWJtaXNzaW9uLCBhbmQgd2lsbCBub3QgbWFrZSBhbnkgYWx0ZXJhdGlvbiwgb3RoZXIgdGhhbiBhcyBhbGxvd2VkIGJ5IHRoaXMKbGljZW5zZSwgdG8geW91ciBzdWJtaXNzaW9uLgo=
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