PRODUÇÃO DA ENZIMA MANANASE: OTIMIZAÇÃO DAS CONDIÇÕES FÍSICO-QUÍMICAS EM COLUNAS COM AERAÇÃO FORÇADA, E ESTUDO CINÉTICO DA ATIVIDADE ENZIMÁTICA

Aluno de Iniciação Científica: Julia Cristina Silvestrini dos Santos (PIBIC/CNPq)
Curso: Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia
Orientador: Luciana Porto de Souza Vandenberghe
Co-Orientador: Carlos Ricardo Soccol
Colaborador: Valesca Weingartner
Departamento: Não definido
Setor: Não definido
Palavras-chave: mananase , fermentação no estado sólido , aspergillus niger
Área de Conhecimento: 31301002 - BIOENGENHARIA

As mananases são enzimas classificadas como carboidrases, capazes de decompor cadeias de mananasas quais estão presentes na fração hemicelulósica, componente de diversas espécies de vegetais juntamente com celulose e lignina. São utilizadas principalmente em ração animal, em aditivos alimentares que promovem o crescimento de microflora intestinal benéfica e outras. A casca de soja é um subproduto do processamento de grãos de soja e, devido à sua composição lignocelulósica, pode ser empregada como substrato na produção de mananases por fermentação no estado sólido (FES). Este trabalho teve como objetivo principal produzir mananases por Aspergillus niger LPB-28 em FES utilizando cascas de soja em frascos de Erlenmeyer (aeração por difusão) e biorreatores do tipo coluna (aeração forçada). Um estudo cinético foi conduzido durante 168 horas em condições anteriormente otimizadas em frascos de Erlenmeyer: 5 g de casca de soja (entre 0,8 e 2,0 mm) à qual foi adicionada solução nutritiva composta por uréia (0,7 g/L) e sulfato de manganês (1,0 g/L) para obtenção do teor de umidade inicial de 70%, a 28°C e taxa de inoculação de 107 esporos/g. Em biorreatores do tipo coluna com aeração forçada foram otimizadas as seguintes variáveis: taxa de aeração (60, 120, 180 mL.min-1) e umidade inicial (60, 65, 70%) utilizando um planejamento experimental do tipo fatorial completo: 22 com 2 repetições do ponto central(Software Statistica 5.0). Os experimentos foram conduzidos nas mesmas condições definidas em frascos de Erlenmeyer. Análises foram realizadas a cada 24 horas: atividade de mananase, pH, atividade de água, açúcares totais e redutores, biomassa fúngica (determinada pelo método do ergosterol celular e estimada pelo Software Fersol II), determinação de velocidade específica de crescimento (µ) e rendimento de biomassa em relação ao consumo de O2 (YO2/x). Em frascos de Erlenmeyera produção de mananase atingiu 146 U g-1 em 96 horas.As melhores condiçõespara a produção de mananase (84 U g-1) em biorreatores do tipo coluna foram:70% de umidade inicial e 180 mL min-1 de aeração, e ocorreu em120 horas. A análise de biomassa fúngicafoi condizente com a estimada(em g/g de matéria seca:0,98 em Erlenmeyer e 3,77 em colunas), µ = 0,01843 h-1 eYX/O2= 0,0077. Conforme os resultados, a produção de mananases não necessita de aeração forçada. Logo, o processo poderia ser conduzido, em maior escala, em biorreatores do tipo bandejas perfuradas (aeração por difusão). O processo apresenta excelentes perspectivas para escalonamento com metodologia simples e de baixo custo.

 

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