Técnicas de reciclo de protease visando a desfloculação celular de Saccharomyces cerevisiae

Abstract

Durante a de fermentação alcoólica industrial, contaminações são comuns no meio fermentativo, causadas por bactérias e/ou leveduras selvagens. Um dos principais problemas devido a contaminações microbianas é a floculação das leveduras, responsável por dificuldades operacionais na indústria e implicações econômicas. A floculação pode ser resolvida por um tratamento enzimático à base de proteases, que agem na parede celular da levedura, substituindo o tratamento convencional, que emprega ácido sulfúrico. No entanto, o tratamento enzimático é economicamente inviável para a aplicação industrial. Para reduzir esses custos, o presente trabalho estudou duas técnicas para reutilizar a atividade catalítica da papaína. A primeira foi baseada na recuperação da enzima livre pela centrifugação da suspensão de leveduras. A segunda foi a imobilização da enzima nos suportes quitina e bagaço de cana (celulose). A enzima foi imobilizada em quitina tratada ou não com glutaraldeído, empregando diferentes concentrações de polietilenoimina, perfazendo 6 diferentes protocolos de imobilização em quitina. A imobilização em bagaço de cana foi efetuada pela ativação da celulose com ácido periódico. A quantidade de proteína imobilizada e os rendimentos da atividade da enzima imobilizada foram muito baixos nas técnicas de imobilização. A atividade específica da enzima imobilizada, no entanto, foi satisfatória em algumas imobilizações, com exceção daquelas que utilizaram suporte tratado com glutaraldeído, mostrando o efeito negativo desse reagente sobre a papaína e a importância do aprimoramento dessa técnica. A suspensão de leveduras tratada com papaína livre foi centrifugada e esse processo foi realizado 14 vezes, usando a mesma papaína recuperada. O uso de SDS nesse processo para potencializar a desfloculação celular...

During the industrial alcoholic fermentation contaminations are common due to bacterium and/or wild yeasts in the wort. One of the principal problems due to microbial contaminations is the yeasts flocculation, responsible by industrial operational difficulties and economic implications. The flocculation can be solved by protease enzymatic treatment, which acts on the yeast cellular wall, changing the conventional treatment, which employs sulfuric acid. However, the enzymatic treatment is economically impracticable for industrial application. In order to reduce these costs, this work studied two techniques to reuse the catalytic activity of papain. The first one was based on the free enzyme recuperation by yeast suspension centrifugation. The second one was the enzyme immobilization on chitin and sugar cane bagasse (cellulose) supports. The enzyme was immobilized on treated or nontreated chitin with glutaraldehyde, using different concentrations of polyethylenimine, resulting in 6 different immobilization techniques on chitin. The immobilization on cane bagasse was made by cellulose activation with periodic acid. The quantity of immobilized protein and its activity yields were very low in the immobilization techniques. Nevertheless, the specific activity of the immobilized enzyme was satisfactory in several immobilizations, except those which have used treated-support with glutaraldehyde, showing the negative effect of this reagent on papain and the importance of improvement of this technique. The yeast suspension treated with free papain in solution was centrifuged and this process was done 14 times, using the same recovered papain. The use of SDS in this process to improve the cell deflocculation wasn’t efficient. The yeast cell suspension centrifugation after free-enzyme treatment must be studied to industrial purposes.