Produção de inulinase por Kluyveromyces marxianus e purificação da enzima por cromatografia de troca ionica em coluna de leito expandido

AUTOR(ES)
DATA DE PUBLICAÇÃO

2000

RESUMO

Frutose é o açúcar natural mais doce, sendo uma alternativa segura para substituir a sacarose. A lnulinase tem um importante papel na produção de uutose através da hidrólise enzimática da inulina, que pode ser realizada em uma única etapa e render até 95% de conversão. Este trabalho teve por objetivos otimizar as condições de produção da enzima inulinase produzida por Kluyveromyces marxianus ATCC 16045, otimizar as condições de reação sobre a sacarose e a inulina e recuperar a enzima em coluna de leito expandido utilizando a resina de troca iônica Strearnline SP. Técnicas de planejamento experimental e análise de superficie de resposta foram utilizadas para otimizar o meio de cultura para produção da enzima e as condições de determinação da atividade enzimática. Na produção da enzima foram estudadas as variáveis concentração de sacarose, extrato de levedura, peptona, K2HP04 e pH. Para tanto utilizou-se um planejamento fatorial uacionário (25-1)para determinar as variáveis mais importantes, sendo selecionadas três para serem utilizadas em um planejamento fatorial completo. A enzima obtida foi utilizada nos ensaios de determinação enzimática para verificar os efeitos da concentração de substrato (sacarose ou inulina), pH e temperatura na atividade de inulinase. Usando-se sacarose como substrato, verificou-se que a temperatura e o pH são as variáveis mais importantes e no caso da inulina somente a temperatura, dentro das faixas estudadas. A atividade enzimática passou de 9 para Ii OU/rnL após o estudo de otimização da produção da enzima. O caldo bruto clarificado foi utilizado para determinar a isoterma e cinética de adsorção da inulinase extracelular em resina de troca iônica Strearnline SP. Através dos dados experimentais de adsorção e mediante modelagem matemática, obteve-se os parâmetros cinéticos intrínsecos e os de transporte de massa. Os valores encontrados foram: kl=6,25.1O-3rnLlU.mÍn. e k2=2,09.1O-3mÍn.-1 independentemente da concentração de meio na solução. Os parâmetros coeficiente de transferência de massa (Ks) e difusividade efetiva (Def) foram 5,03.10-2, 5,03.10-4, 5,03.10-4cm/s e 1,105.10-6, 6,58.10-7 , 3,25.10-7 cm2/s para 45%, 60% e 100% de caldo bruto na solução estudada respectivamente. Os ensaios no leito expandido com o meio não clarificado permitiram determinar o expoente de Richardson -Zaki (5,3) e a velocidade terminal (17,6 cm/min.). Através dos ensaios de adsorção obteve-se as curvas de ruptura e determinou-se o grau de expansão mais adequado para a purificação da enzima (expansão de 2 vezes). Através dos testes de purificação da inulinase diretamente do caldo bruto, obteve-se uma recuperação de 74% e um fator de purificação de 10,4 vezes para a eluição do tipo degrau

ASSUNTO(S)

cromatografia de troca ionica inulina planejamento experimental

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