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Title: Estudo dos parâmetros de engenharia de processo que afetam a fisiologia e a produção de inulinase por Kluyveromyces marxianus ATCC16045
Advisor(s): Maugeri Filho, Francisco
OCDE field: https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.00.00; https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.11.01
Issue Date: 2006
Institution: Universidade Estadual de Campinas
Abstract: La producción de inulinasa por Kluyveromyces marxianus ATCC 16045 fue sensible al esfuerzo de corte. El gen INU1 regula la producción que se dio en dos fases, a nivel basal sub represión catabólica e en grandes cantidades después del consumo total del substrato. La producción en medios complejos es mayor que en medio mínimo y varió en función de la fuente y concentración de carbono, nitrógeno y oxigeno. La masa molar del monómero de inulinasa fue 59 kDa (SDS-Page). La actividad específica intrínseca de la inulinasa fue de 879 UI/mg de inulinasa. La inulinasa representa menos del 0,1 % del carbono y nitrógeno, siendo despreciable en un modelo estequiométrico de producción. La cuantificación metabolitos por HPLC fue optimizada usando diseño experimental. El estrés mecánico se manifiesta bajo inanición y la inulinasa fue producida en condiciones extremas de alimentación y agitación. La mayor producción de 50 UI/mL fue a 0,22 h-1 de velocidad de dilución. Velocidades de dilución mayores que 0,36 h-1 provocan el wash out. El efecto combinado del esfuerzo de corte, consumo de potencia, coeficiente global de transferencia de oxigeno y velocidad de dilución describen las principales variables del proceso y son importantes en escalamiento y proyecto del proceso.

A produção de inulinase por leveduras em batelada simples foi sensível a tensão de cisalhamento. Em virtude disto o estresse mecânico e a transferência de oxigênio no sistema têm que ser considerados durante o estudo de aumento de escala deste processo. Este processo, em Kluyveromyces marxianus ATCC 16045, é produto da expressão regulada do gene INU1, e em batelada simples é feita em duas fases, a primeira em nível basal sob repressão catabólica, e a segunda após o consumo total do substrato onde é produzida em grandes quantidades. A produção em meio complexo é maior ao meio mínimo. A melhor concentração de sacarose para produção da enzima foi 30 e 20 g/L em meio mínimo e complexo, respectivamente. A melhor concentração de sulfato de amônio foi 5g/L quando a concentração de sacarose foi de 10 g/L. O enriquecimento do ar, com oxigênio, não eliminou a produção de etanol nem melhorou a produção da enzima em nenhum dos tipos de meio testados. Através de eletroforese SDS-Page, foi determinado a massa molar do monômero da inulinase sendo esta igual a 59 kDa. A atividade específica intrínseca da inulinase obtida foi de 879 UI/mg de inulinase. A inulinase representa menos de 0,1 % de carbono e nitrogênio, sendo desprezível sua consideração num modelo estequiométrico para descrever sua produção. A determinação de metabólitos por HPLC durante o crescimento da levedura foi otimizado usando planejamento experimental e as melhores condições de separação na coluna HPX-87H foram: 40 °C, 0.7 mL/min e fase móvel de H2SO4 a pH 1. O estresse mecânico se manifesta em situações de inanição e a inulinase foi produzida em condições drásticas tais como taxas de diluição baixas (0,01 h-1) combinadas com altas tensões de cisalhamento (0,6 Pa). A melhor produção da enzima (50 UI/mL) foi atingida a taxas de diluição de 0,22 h-1 usando duas turbinas de disco a 1200 rpm. Taxas de diluição maiores que 0,36 h-1 provocaram o arraste de células do biorreator. Fatores definidos pela combinação de um ou mais dos seguintes parâmetros: tensão de cisalhamento, consumo de potência, coeficiente de transferência de oxigênio e taxa de diluição, permitiram descrever satisfatoriamente as principais variáveis do processo indicando sua importância no projeto do processo.
Discipline: Ingeniería de Alimentos
Grade or title grantor: Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia de Alimentos
Grade or title: Doctor en Ingeniería de Alimentos
Juror: Andrade Santana, Maria Helena; Andrietta, Silvio Roberto; Contiero, Jonas; Almeida Costa, Fátima Aparecida; Pires Atala, Daniel Ibraim
Register date: 21-Jan-2021

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