Estudo dos parametros de engenharia de processo que afetam a fisiologia e a produção de inulinase por Kluyveromyces marxianus ATCC 16045. / Study of process parameters affecting the physiology and the inulinase production by Kluyveromyces marxianus ATCC 16045.

AUTOR(ES)
DATA DE PUBLICAÇÃO

2006

RESUMO

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.

ASSUNTO(S)

inulinase transfer shear stress tensão de cisalhamento inulinase oxigenio - transferencia mechanical stress kluyveromyces marxianus estresse mecanico

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