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Title: Estudo do potencial de cascas do umbu (Spondia tuberosa), jabuticaba (Myrciaria cauliflora) , goiaba (Psidium guajava) na produção e recuperação da exo-poligalacturonase.
Other Titles: Study of the bark potential of umbu (Spondia tuberosa), jabuticaba (Myrciaria cauliflora), guava (Psidium guajava) in the production and recovery of exo-polygalacturonase.
???metadata.dc.creator???: SANTIAGO, Ângela Maria.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: OLIVEIRA, Líbia de Sousa Conrado.
???metadata.dc.contributor.referee1???: SILVA, Flávio Luiz Honorato da.
???metadata.dc.contributor.referee2???: COELHO, Glauciane Danusa.
???metadata.dc.contributor.referee3???: ALMEIDA, Mércia Melo de.
???metadata.dc.contributor.referee4???: SILVA, Vimário Simões.
Issue Date: 14-Dec-2012
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: SANTIAGO, Ângela Maria. Estudo do potencial de cascas do umbu (Spondia tuberosa), jabuticaba (Myrciaria cauliflora) , goiaba (Psidium guajava) na produção e recuperação da exo-poligalacturonase. 153 f. (Tese de Doutorado em Engenharia de Processos), Programa de Pós-graduação em Engenharia de Processos, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2012. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/11449
???metadata.dc.description.resumo???: A indústria de processamento de frutas produz uma grande quantidade de resíduos agroindustriais dentre eles, cascas, as quais são ricas em carboidratos, proteínas e pectina. A pectina e uma fonte indutora de pectinases, que sao enzimas que hidrolisam as substâncias pecticas e são usadas na extração de suco de fruta e clarificação, extração de óleo, tratamento de fibra têxtil e ração animal. Portanto, o objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial das farinhas das cascas do umbu (Spondia tuberosa), jabuticaba (Myrciaria cauliflora) e goiaba (Psidium guajava) na produção da exo-poligalacturonase (cinética fermentativa) por meio da fermentação em estado solido, usando o micro-organismo Aspergillus niger CCT 0916 como agente da fermentação. Foi realizado um planejamento fatorial 22 com ires repetições no ponto central para avaliar a influencia da umidade initial do meio e concentração da fonte de nitrogenio (sulfate de amonio) sobre a atividade poligalacturonasica. Durante o cultivo foram analisados, em período de zero a 72 horas, umidade do meio, pH, açúcares redutores e atividade da exo-poligalacturonase (PG). A maior atividade alcançada foi com a farinha da casca do umbu, 18 U/g do meio fermentado, nas condições de 60% de umidade em base úmida, concentração de nitrogênio de 1,5%, concentração de esporos 107 esporos/g de meio fermentado e temperatura de 30±2°C. Portanto, esta farinha foi a escolhida e a partir daí estudou-se a melhor condição de extração desta enzima utilizando a metodologia do planejamento experimental fatorial e analise de superfície de resposta no qual verificou-se a influencia das variáveis agitação (AG), tempo de contato (TC) e relação solvente/massa de meio fermentado (RE) sobre a atividade PG. O sistema que apresentou o melhor resultado de atividade enzimática, 32,59 U/g foi o operado com agitação de 150 rpm, tempo de contato de 45 minutos e relação de solvente com o meio fermentado de 10 mL/g. Estudou-se também a aplicação da extração liquido-liquido para a separação da exo-pohgalacturonase da farinha da casca do umbu, por meio de sistema aquoso bifásico (SAB), formado por polietileno glicol (PEG)/fosfato de potássio e o extrato bruto proveniente da fermentação realizada com as melhores condições no processo de extração. Avaliou-se o efeito da massa molar do PEG, concentração do PEG e concentração do sal sobre o fator de purificação (FP) e concentração (Ri) na fase inferior de cada sistema utilizando a metodologia do planejamento experimental fatorial 23 e analise de superfície de resposta. A partição da exo-poligalacturonase foi conduzida em sistemas com composição de PEG e fosfato de potássio de, 12, 14 e 16% e massa molar do PEG de 4000, 6000 e 8000. O sistema que apresentou maior fator de purificação (FP), 5,64 vezes e recuperação (Ri) de 97,14, cuja concentração de PEG 8000 foi de 16% e concentração de fosfato de potássio 12%. Isto mostra que o sistema aquoso bifásico (SAB) pode ser considerado como uma alternativa no planejamento de processos de recuperação e purificação da enzima estudada obtida da farinha da casca do umbu.
Abstract: The fruit processing industry produces a lot of agroindustrial wastes, among them husks, which are rich in carbohydrates, proteins and pectin. Pectin is a source inducing pectinases, which are enzymes that hydrolyze the pectic substances and are used in fruit juice extraction and clarification, oil extraction, treatment of textile fiber and animal feed. The aim of this study was to evaluate the potential of flours made of peels of umbu, jabuticaba and guava in the production of exo-polygalacturonase (fermentative kinetics) through solid state fermentation, using the microorganism Aspergillus niger CCT 0916 as the agent of fermentation. A factorial design with three replicates in the central point was conducted for evaluating the influence of both the initial moisture of the medium and the concentration of the nitrogen source (ammonium sulphate) on the activity of polygalacturonase. During cultivation, medium moisture, pH, reducing sugars and activity of exo-polygalacturonase (PG) were analyzed within the time range of up to 72 hours. The highest activity was achieved for the flour of umbu peels, 18 U/g of fermented medium under moisture of 60%, nitrogen concentration of 1.5%, spore concentration of 107 spores/g of fermented medium and temperature of 30°C±2°C. So this flour was chosen and from there the best condition of enzyme extraction was studied using the methodology of factorial experimental design and response surface analysis being investigated the influence of the variables agitation (AG), contact time (TC) and solvent/medium fermented mass ratio (RE) on the PG activity. The system that showed the best result of enzymatic activity, 32.59 U/g, was operated with agitation of 150 rpm, contact time of 45 minutes and solvent/medium fermented mass ratio (RE) of 10 mL/g. The application of liquid-liquid extraction for separating exopolygalacturonase from the flour of umbu peels was also investigated by using the two-phase aqueous system (SAB) made up of polyethylene glycol (PEG), potassium phosphate and the raw extract from the fermentation carried out under the best conditions of extraction. The effect of PEG molar mass, PEG concentration and potassium phosphate concentration on the purification factor (FP) was evaluated as well as the concentration (Ri) in the lower phase in each system by using a 23 factorial experimental design and response surface analysis. The partition of exo-polygalacturonase was conducted in systems with composition of PEG and potassium phosphate concentration of 12, 14 and 16% and PEG molar mass of 4000, 6000 and 8000. The system with the highest purification factor (FP), 5.64 times and recovery (R£) of 97.14, had concentration of PEG 8000 of 16% and potassium phosphate concentration of 12%. This shows that the aqueous two-phase system (SAB) can be considered as an alternative in planning processes of recovery and purification of the enzyme studied obtained from the flour of umbu peels
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/11449
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