Imobilização e caracterização parcial de lipase produzida por Fusarium oxysporum em fermentação submersa

Abstract

Dentre as principais enzimas utilizadas em biocatálise destacam-se as lipases, pois apresentam capacidade de catalisar reações tanto em meio aquoso como em meio orgânico. Do ponto de vista econômico e industrial, as lipases obtidas de micro-organismos são as mais utilizadas, devido a sua relativa facilidade de produção e abundância de micro-organismos capazes de sintetizá-las. A principal barreira à implantação de lipases em sistemas de biocatálise é seu custo elevado. A utilização de técnicas como método de planejamento fatorial e análise de superfície tem sido utilizadas para a otimização das condições de cultivo e catálise, visando aumento de atividade e redução de custos de fermentação. Outra estratégia importante tem sido o desenvolvimento de técnicas de imobilização enzimática, permitindo a recuperação e reutilização da enzima após a catálise. A adsorção é a abordagem de imobilização mais utilizada, devido à facilidade de uso e baixo custo. Este trabalho apresenta a otimização da produção de lipase pelo fungo filamentoso Fusarium oxysporum, utilizando delineamento fatorial (DCCR) e análise de superfície de resposta (MSR), a imobilização da enzima em diferentes suportes e a caracterização da lipase imobilizada. Inicialmente, foram estudados separadamente oito fontes de carbono e cinco fontes de nitrogênio. No DCCR foram avaliadas quatro variáveis na produção de lipase: concentração da fonte de carbono, concentração da fonte de nitrogênio, surfactante Triton X-100 e adição de extrato de levedura. Após o estudo de condições de cultivo, a enzima foi imobilizada em diferentes suportes: encapsulação em gel de polióxido de etileno (PEO) e alginato de cálcio e, adsorção em Celite® 545 e Octil Sepharose CL-4B. Neste trabalho também foi estudada a caracterização bioquímica...

Of the main enzymes used in biocatalysis lipases stand out, since they have the ability to catalyze reactions in both aqueous and in organic medium. From the economical and industrial point of view, lipases obtained from microorganisms are the most used due to their relative ease of production and the abundance of microorganisms capable of synthesizing them. The main barrier to implementation of lipases in biocatalysis systems is their high cost. The use of techniques such as method of factorial design and response surface methodology has been used for the optimization of culture conditions and catalysis, aiming to increase activity and reduce costs of fermentation. Another important strategy has been the development of techniques for immobilizing enzymes, allowing the recovery and reuse of the enzyme after catalysis. The adsorption is the approach most widely used for immobilization, due to ease of use and low cost. This work presents the optimization of lipase production by the filamentous fungus Fusarium oxysporum, using central composite design (CCD) and response surface methodology (RSM), the enzyme immobilization in different media and characterization of immobilized lipase. Initially were studied eight separate carbon sources and five nitrogen sources. In CCD four variables were evaluated in the production of lipase: carbon source concentration, nitrogen source concentration, surfactant Triton X-100 and yeast extract adding. After the study of the cultivation conditions, the enzyme was immobilized onto various matrix: encapsulation in polyethylene oxide (PEO) gel and calcium alginate, and adsorption on Celite® 545 and Octyl Sepharose CL-4B. This work also studied partial biochemical characterization of free and immobilized enzyme on Celite. Among the carbon sources studied, the oils that gave the highest values of lipase... (Complete abstract click electronic access below)