Purificação parcial e caracterização de uma celulase produzida por Streptomyces sp. S5 e sua aplicação em panificação

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dc.contributor.advisor-co1Campos, Ivan Torres Nicolau de
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5450204304438682pt_BR
dc.contributor.advisor1Bataus, Luiz Artur Mendes
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5637230378599476pt_BR
dc.contributor.referee1Rodriguez, Armando Garcia
dc.contributor.referee2Brito, Carolina Cândida de Queiroz
dc.creatorRibeiro, Bruna Fernandes
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/7175589613903394pt_BR
dc.date.accessioned2020-09-03T11:20:18Z
dc.date.available2020-09-03T11:20:18Z
dc.date.issued2020-03-30
dc.description.abstractCellulases are an enzymatic complex made up of endoglucanases, exoglucanases and β-glycosidases, and have several biotechnological applications. Some filamentous bacteria like Streptomyces sp are used in enzymatic degradation processes, and have potential to produce enzymes of biotechnological interest. The search for cellulases with more suitable properties for industrial application has increased in recent year. In the bakery industy, these enzymes act on the dough, changing physical-chemical and sensory characteristics. Thus, improving the final quality of the product and increasing the useful life. Given the above, the present study aims to characterize and purify cellulase enzyme produced during the growth of Streptomyces sp. S5, using the submerged fermentation technique. Also evaluate its application in the production of refined and whole breads. So, microorganism was grown in Pridham medium for 6 days at 36º C, the crude extract was obtained and its cellulolytic activity was determined by tge CMCase activity. The partially purified extract was obtained by Ultrafiltration (Ultracel 10 kDa) and gel filtration chromatography (Sephacryl S-100). The enzyme was characterized by effect of pH, temperature and metal ions on its activity, and thermal stability. The enzyme of the partially purified extract was applied in the formulation of refined and whole wheat bread, in concentrations of 2.5, 5.0, 7,5. And 15 U/100 g of flour. The influence on the specific volume, texture and color of the final product was evaluated. As a result, the partially purified extract showed an enzyme with a molecular mass of 32 kDa, with activity for CMCase in a determined by zymogran. It showed an optimum activity at pH 5.5, and na optimum temperature at 55ºC. Thermostability with maintenance of more than 60% of activity at 50ºC in up one hour. Above 60% of activity at 60ºC, except in the fifith hour. More than 100% activity in the first hour at 70ºC, keeping above 80% between 2 and 4 hours of incubation. The enzymatic activity was inhibited by the presence of CaCl2, HgCl2, MgCl2 e NaCl, KCl and FeSO4. The characterization of the breads shows an increase in specific volume, and a decrease in hardness in the presence of cellulase enzyme in all concentrations. There were changes in luminosity, indicating a increase in Maillard reactions, and a decrease in color intensity. Thus, it is concluded that the cultivation of Streptomyces sp. S5 using the submerged fermentation technique is effective in the production of cellulase enzyme. The properties of the cellulase enzyme obtained in this study makes it useful in application in biotechmological processes such as bread production, providing improvements in the physical and sensory qualities of the product.eng
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dc.description.resumoCelulases são um complexo enzimático constituído por endoglucanases, exoglucanases e β-glicosidases, e possuem diversas aplicações biotecnológicas. Algumas bactérias filamentosas como Streptomyces sp. são utilizadas nos processos de degradação enzimática, e possuem potencial para produção de enzimas de interesse biotecnológico. A busca por celulases com propriedades mais adequadas para aplicação industrial tem aumentado nos últimos anos. Na indústria de panificação estas enzimas agem sobre a massa alterando características físico-químicas e sensoriais. Melhorando, assim, a qualidade final do produto e elevando a vida útil. Diante do exposto, o presente estudo tem como objetivo caracterizar e purificar a enzima celulase produzida durante o crescimento de Streptomyces sp. S5, utilizando a técnica de fermentação submersa. E ainda avaliar sua aplicação na produção de pães de farinha de trigo refinada e integral. Para tal, o microrganismo foi cultivado em meio Pridham por 6 dias à 37º C, o extrato bruto foi obtido e determinada sua atividade celulolítica pela atividade de CMCase. O extrato parcialmente purificado foi obtido por Ultrafiltração (Ultracel10Kda) e cromatografia de gel filtração (Sephacryl S-100). A enzima foi caracterizada por determinação do efeito do pH, temperatura e íons metálicos sobre sua atividade, e estabilidade térmica. A enzima do extrato parcialmente purificado foi aplicada na formulação de pão de farinha de trigo refinada e integral, nas concentrações de 2,5; 5; 7,5 e 15 U/100 g de farinha. Foram avaliadas a influência no volume específico, textura e cor produto final. Como resultado, o extrato parcialmente purificado apresentou enzima com massa molecular de 32 kDa, com atividade para CMCase em zimograma. Tendo atividade ótima em pH de 5.5, e temperatura ótima a 55º C. Termoestabilidade com manutenção de mais de 60% de atividade a 50º C em até uma hora. Acima de 60% de atividade a 60ºC, exceto na quinta hora. Atividade de mais de 100% na primeira hora a 70ºC, mantendo acima de 80% entre 2 e 4 horas de incubação. A atividade enzimática foi inibida na presença de CaCl2, HgCl2, MgCl2 e NaCl2, KCl2 e FeSO4. A caracterização dos pães demonstra aumento do volume específico, e diminuição da dureza na presença de enzima celulase em todas as concentrações. Houve alterações na luminosidade, indicando aumento das reações de Maillard, e diminuição da intensidade de cor. Assim, conclui-se que o cultivo de Streptomyces sp. S5 utilizando a técnica de fermentação submersa é eficaz na produção de enzima celulase. As propriedades da enzima celulase obtida neste estudo a torna útil na aplicação em processos biotecnológicos como na produção de pães. Onde atuou proporcionando melhorias nas qualidades fisicas e sensoriais do produto.pt_BR
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpt_BR
dc.identifier.citationRIBEIRO, Bruna Fernandes. Purificação parcial e caracterização de uma celulase produzida por Streptomyces sp. S5 e sua aplicação em panificação. 2020. 71 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia de Alimentos) - Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2020.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/10542
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Goiáspt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentEscola de Agronomia - EA (RG)pt_BR
dc.publisher.initialsUFGpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Ciência e Tecnologia de Alimentos (EA)pt_BR
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectAtividade enzimáticapor
dc.subjectActinomicetospor
dc.subjectFarinha refinadapor
dc.subjectFarinha integralpor
dc.subjectEnzymatic activityeng
dc.subjectActinomyceteseng
dc.subjectRefined floureng
dc.subjectWholemeal floureng
dc.subject.cnpqCIENCIAS AGRARIAS::CIENCIA E TECNOLOGIA DE ALIMENTOS::CIENCIA DE ALIMENTOSpt_BR
dc.titlePurificação parcial e caracterização de uma celulase produzida por Streptomyces sp. S5 e sua aplicação em panificaçãopt_BR
dc.title.alternativePartial purification and characterization of a cellulase produced by Streptomyces sp. S5 and its application in bakingeng
dc.typeDissertaçãopt_BR

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Mestrado em Ciência e Tecnologia de Alimentos (EA)