Recuperação e purificação de quitosanase de Metarhizium anisopliae por adsorção em leito expandido
Autor(es):
Santana, Sérgio Carvalho de
Palavras Chaves:
Não informado
Ano de Publicação:
2011
Resumo:
Quitosanases são enzimas que hidrolisam a quitosana, um biopolímero obtido da
quitina, resultando em oligossacarídeos com diversas e relevantes atividades biológicas,
como atividades anticancerígena, anti-HIV e antioxidante, entre outras. O objetivo do
presente trabalho foi recuperar e purificar quitosanases produzidas pelo fungo
Metarhizium anisopliae, usando adsorção em leito expandido a partir de caldo
fermentado enzimático com e sem clarificação, enfatizando a modelagem na etapa de
adsorção. O caldo enzimático utilizado em todos os experimentos foi obtido sempre
após 18 horas de fermentação, tempo esse determinado em três cinéticas como o de
maior atividade enzimática. Foram obtidos quatro modelos estatísticos a partir da
otimização dos resultados experimentais com o planejamento Doehlert. A velocidade
superficial foi avaliada em cinco níveis, de 40 a 260 cm.h-1, e o tipo de adsorvente, uma
variável qualitativa, em três níveis, com três diferentes adsorventes Streamline (SP XL,
DEAE e Phenyl), de acordo com o planejamento Doehlert. Foi desenvolvida uma
modelagem da adsorção em leito expandido usando-se um modelo que considera a
dispersão axial. Nesse caso, as equações do modelo foram resolvidas usando um
programa desenvolvido em FORTRAN. O modelo foi considerado adequado, sendo
validado para os adsorventes Streamline Phenyl, SP XL e DEAE. apresentando um alto
grau de ajuste entre os dados simulados e os experimentais para esses três adsorventes
(95,25, 95,21 e 93,88% na média, respectivamente), e os resultados da análise de
sensibilidade estão de acordo com a literatura Os resultados mostraram que é possível
purificar quitosanase de Metarhizium anisopliae por adsorção em leito expandido. O
fator de purificação variou de 2,2 a 3,2 vezes e o rendimento de 35 a 55%. A atividade
enzimática máxima de cada eluição foi aproximadamente de 0,06 U/mL, que é maior ou
igual aos valores anteriormente relatados. A massa molecular de cada uma das duas
quitosanases purificadas, que foi avaliada por SDS-PAGE, foi aproximadamente 35 e
45 kDa, respectivamente. Além disso, essas duas quitosanases produziram
quitooligosacarídeos, demonstrando a ação hidrolítica dessas enzimas.
Palavras-Chave: Quitosanase, biosseparação, adsorção em leito expandido,
planejamento Doehlert, modelagem, simulação.
Abstract:
Chitosanases are enzymes that hydrolyze chitosan, a biopolymer obtained from chitin,
resulting in oligosaccharides with diverse and prominent biological activities as
anticancer, anti-HIV and antioxidant activities, among others. The objective of this
study was to recover and purify chitosanases produced by the fungus Metarhizium
anisopliae, using expanded bed adsorption from enzymatic fermentation broth with and
without clarification, emphasizing the modeling of adsorption step. The broth enzyme
used in all experiments was always obtained after 18 hours of fermentation, and this
particular time was defined in three kinetics as the time of the highest enzyme activity.
It were obtained four statistical models from optimization of the experimental results
with the Doehlert design. The superficial velocity was evaluated in five levels, from 40
cm.h-1 to 260 cm.h-1, and the type of adsorbent, a qualitative variable, into three levels
with three different Streamline adsorbents (SP XL, DEAE and Phenyl), according to the
Doehlert design. Modeling has been developed in expanded bed adsorption using a
model that considers axial dispersion. In this case, the model equations were solved
using a program developed in FORTRAN. The model was considered suitable for this
purification, being validated for the Streamline adsorbents Phenyl, SP XL and DEAE. It
was obtained a high degree of fit between simulated and experimental data for these
velocities, 95.25, 95.21 and 93.88%, respectively. The results showed that it is possible
to purify chitosanases from Metarhizium anisopliae by expanded bed adsorption. The
purification factor was from 2.2 to 3.2-fold and the yield was from 35 %to 55 %. The
maximum enzyme activity of each elution was approximately 0.06 U/mL, which is
greater than or equal to those previously reported. The molecular mass of each one of
the two purified quitosanases, which was assessed by SDS-PAGE, resulted in
approximately 35 and 45 kDa, respectively. Moreover, these two chitosanases produced
chitooligosaccharides, demonstrating the hydrolytic action of these enzymes.
Key Words: Chitosanase, bioseparation, expanded bed adsorption, Doehlert design,
modeling, simulation.
Tipo do Trabalho:
Tese
Referência:
Santana, Sérgio Carvalho de. Recuperação e purificação de quitosanase de Metarhizium anisopliae por adsorção em leito expandido. 2011. 171 f. Tese (Doutorado em 2011) - Universidade Estadual do Ceará, , 2011. Disponível em: Acesso em: 19 de maio de 2024
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