Produção de L-asparaginase por fermentação em estado sólido em diferentes tipos de biorreatores e seleção de microrganismos

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Correa, Higor Túlio
• Orientador(a): Coutinho Filho, Ubirajara
• Banca de defesa: Cardoso, Vicelma Luiz , Vieira, Patrícia Angélica , Lemos, Diego Andrade
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso embargado
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Uberlândia
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Engenharia Química
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: L-asparaginase; Fermentação em estado sólido; Novas biomassas; Materiais sólidos inertes; Solid state fermentation; Novel biomass; Inert solid materials; Engenharia química; Fermentação; Enzimas; Material inerte
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/34938; http://doi.org/10.14393/ufu.di.2021.5516

A L-asparaginase é uma enzima de interesse farmacêutico e da indústria de alimentos com diversos usos, com destaque o uso no tratamento de leucemia linfoblástica aguda (LLA) e na contenção de acrilamida presente em alimentos processados em elevadas temperaturas. Embora atualmente a L-asparaginase comercial seja de origem bacteriana, há o interesse em novos microrganismos promissores capazes de produzi-la através de fermentação em estado sólido (FES). Neste trabalho foi investigado a produção de L-asparaginase por FES avaliando diferentes meios inertes, fungos e fontes de nutrientes em dois tipos de biorreatores (estático e rotativo). Na seleção dos microrganismos, foram testadas cinco leveduras (Pichia guilliermondii, Candida sake, Candida globosa, Cryptococcus victori e Leucosporidium scotti) e três fungos filamentosos (Penicillium sp. LAMAI-505, Fusarium sp. e o Monilia sitophila). Referente aos suportes sólidos inertes, foram avaliados a fibra cerâmica, a espuma de poliuretana e a lã de vidro. Com relação a fonte de nutrientes, foram investigados o uso de glicose, L-asparagina, glicerol e uma solução nutritiva oriunda do Tenébrio molitor. No que diz respeito a escolha do microrganismo, o Penicillium sp. LAMAI-505 foi selecionado por ser eficiente na produção de L-asparaginase e por ser classificado como GRAS (geralmente reconhecido como seguro) pela FDA (administração americana de comidas e drogas), por isso é amplamente aplicado na indústria alimentícia e no uso para produção de medicamentos. No que se refere ao meio inerte, foi observado que o fungo escolhido apresentou melhor adaptação no suporte sólido inerte de fibra cerâmica para obtenção de L-asparaginase, onde o uso de glicose (10 g/L) e L-asparagina (1 g/L) como fonte nutritiva atingiu atividade de 1591,7 U/kg de suporte sólido. Apesar do uso de Ténebrio molitor (5 g/100 mL) juntamente com o uso de glicerol (1 g) se tratar de uma biomassa complexa, possibilitou a produção de Lasparaginase (596,7 U/kg de suporte sólido). A aplicação de glicerol e de solução de Ténebrio molitor foram realizadas de duas maneiras: a) glicerol aplicado diretamente no suporte sólido inerte, sendo que em condições otimizadas de pH (1,2), concentração da fonte nutritiva (7,5 g de glicerol e 15 g/100 mL de Tenébrio molitor) e tempo (48 horas) atingiu atividade de 3391,7 U/kg; b) glicerol aplicado diretamente na solução nutritiva nas condições otimizadas de pH (1,2), concentração da fonte nutritiva (15 g/L de glicerol e 10 g/100 mL de Tenébrio molitor) e tempo (48 horas), atingiu atividade de 2666,7 U/kg de suporte sólido. Desta forma, optou-se por utilizar na FES com suporte sólido inerte o glicerol aplicado diretamente na solução nutritiva, devido a grande economia materiais adicionadas, sendo esta usada no biorreator rotativo (mantido a 5 rpm), que em condição otimizada obteve atividade de L-asparaginase de 2758,3 U/kg de suporte sólido.