Estudo da otimização da produção de inulinase por Kluyveromyces marxianus NRRL Y-7571 em meios industriais pre-tratados.

by Treichel, Helen

A inulinase é uma enzima importante na produção de frutose através da hidrólise enzimática da inulina e é também utilizado na produção de frutooligossacarídeos, produto utilizado como novo ingrediente funcional em alimentos, sendo considerado um alimento prebiótico. Hoje a obtenção desta enzima no mercado exterior é realizada principalmente através da inulina como fonte de substrato, sendo esta relativamente caro. No Brasil, a produção desta enzima a partir de resíduos de cana de açúcar e de milho (melaço e água de maceração de milho) poderá ter grande apelo econômico, devido à abundância e ao baixo custo destes subprodutos. Esta redução no custo já vem sendo verificada no Laboratório de Engenharia de Bioprocessos - UNICAMP, utilizando meios industriais, onde se tem obtido atividades enzimáticas superiores às obtidas com meio sintético. No entanto, os meios industriais contêm normalmente substâncias inibidoras e materiais em suspensão, necessitando um pré-tratamento de forma a clarificar e retirar compostos indesejáveis do meio sem provocar prejuízos na fermentação, visando a viabilidade operacional da fase de recuperação e purificação da enzima. Neste contexto, este trabalho teve como objetivo geral o estudo da produção da inulinase em meios industriais pré-tratados por .OX HURP HV_PDU[LDQXV_NRRL Y-7571. Inicialmente estudou-se diferentes pré-tratamentos, definindo-se o uso do carvão ativo para cada substrato industrial individualmente, como o mais adequado. Após definido o pré-tratamento otimizou-se a produção da enzima em frascos agitados. Para este estudo utilizou-se três planejamentos fatoriais completos seqüenciais, sendo alcançada uma atividade enzimática de 1300 U/mL em 72 horas de fermentação, com um meio contendo 150 g/L de melaço, 50 g/L de água de maceração de milho e 6 g/L de extrato de levedura. Após esta etapa verificou-se através de ensaios preliminares a viabilidade de purificação da enzima em leito expandido a partir do caldo bruto fermentado e caracterizou-se parcialmente a inulinase obtida. Partiu-se então para um aumento de escala em fermentador de bancada, onde foram realizados dois planejamentos experimentais. Primeiramente um planejamento do tipo Plackett Burman (Screening Design), seguido de um planejamento completo de segunda ordem através do qual foi possível a otimização da produção da inulinase obtendo-se uma atividade enzimática de 1300 U/mL com concentração de melaço de 250 g/L, água de maceração de milho 80 g/L, extrato de levedura em 6 g/L, agitação e aeração de 300 rpm e 1,5 vvm respectivamente, temperatura de 36oC e um pH inicial de 5,0.