Celulases

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Celulases

  1. 1. CELULASES Mayara Viera Mauren Silveira
  2. 2. CELULASES
  3. 3. CLASSIFICAÇÃO
  4. 4. LIGNINA
  5. 5. CELULOSE
  6. 6. (Grama e palha: xilano Menor p.m. que celuloseCELULOSE Cadeias laterais: pentoses e hexoses)
  7. 7. LIGNINAHeteropolímero amorfo constituído por 3 unidades diferentes de fenilpropano mantidas juntas por diferentes tipos de ligações.
  8. 8. ENDOCLUCANASE
  9. 9. EXOGLUCANASE(celobiohidrolase)
  10. 10. CELOBIOSE
  11. 11. BETA-GLUCOSIDASE
  12. 12. SINERGISMO
  13. 13. INDUTORESOligossacarídeos de celobioseSoforose (Dissacarídeo-Transglicolisação de b-glicosidase)CeluloseLactose (???- hidrólise extracelular-fonte econômica)
  14. 14. INIBIDORESCelobiose (> 10 mM)Endoglucanase (> 100 mM)Glucose (> 100 mM)Xilose, Maltose, Galactose, Frutose, Rneliobiose (reprimem 1,3 glucosidase)A INIBIÇÃO PODE SER DIMINUÍDA POR BATELADA ALIMENTADA
  15. 15. Trichoderma ressei Rut C30 Conídios: até celobiose Hifas: termina
  16. 16. ORIGEMT. reesei
  17. 17. FERMENTAÇÃO
  18. 18. ATIVIDADE ENZIMÁTICA Métodos para se determinar a atividade enzimática de enzimas (não medem diretamente a quantidade): (1)redução da viscosidade de uma solução de um derivado de celulase; (2) produção de açúcar redutor a partir de um derivado de celulase solúvel; (3) produção de açúcares redutores ou perda de peso resíduo sólido a partir de celulase; (4) libertação de corante a partir de uma celulase tingida -1 FES:U.g FSM: U. mL -1 UI: Quantidade de enzima que liberou 1 micromol de açúcar redutor por minuto.
  19. 19. ATIVIDADE ENZIMÁTICAFPU / g de biomassa = relação entre o crescimento de fungos e produção da enzima. FPU / g de proteína = eficiência da expressão da enzima.
  20. 20. FPUMede a capacidade de uma preparação enzimática para hidrolisar 1 papel de filtro Whatman listra (1 x 6 cm, aprox. Mg 50) em açúcares redutores. 1 mg de proteína total representa 0.54- 0.57 atividades FPU
  21. 21. FPU X UI
  22. 22. SUBSTRATOS20-60% DE CELULOSEGrão de cervejariaSorgoPalha de trigoSacarinaMadeiras duras e maciasGramíneasFarelo de soja
  23. 23. SISTEMA DE PRODUÇÃO
  24. 24. PRÉ TRATAMENTOAlcalino (explosão de vapor) provocando deslignificação
  25. 25. INÓCULO1-10% do volume do meioMICELIAL Vantagem: crescimento rápido Desvantagem: controle precisoESPOROS Vantagem: produção longe dos silos, inóculo de FES e FS Desvantagem: crescimento mais lentoCULTURA MISTA (Com Aspergillus spp p.ex)
  26. 26. CONDIÇÕES DE FERMENTAÇÃO32-33 °C pH 3.5-4.0Tempo: 0-48hr crescimento do fungo 48-96 hr produção da enzimaFermentação em lotes:Rendimento: 10-20 FPU/ ml que corresponde a 200-400 FPU/gProdutividade: 100-400 FPU/hr/lPara aumentar rendimento: aumenta conc. Substrato mas o fluido fica viscoso
  27. 27. TEMPERATURA X pH
  28. 28. FERMENTAÇÕES X SUBSTRATOS
  29. 29. BG: b-glicosidase; H: processo em que só a hidrólise foi avaliada, sem a etapa defermentação; SSF: sacarificação simultânea à fermentação; HSF: hidrólise separadada fermentação; SSCF: sacarificação simultânea à cofermentação
  30. 30. FERMENTAÇÃO SUBMERSAAlto rendimentoAlto custo de produçãoDificuldade em produzir um complexo multienzimático ótimo para hidrolisar um substratoPreferível para obter enzimas puras ou componentes de enzimas específicas porque seus preços compensam o método caro de produção5-15% DE SUBSTRATORendimento: 200-400 FPU/gProdutividade: 100-400 FPU/h/l = 10-20 FPU/ml
  31. 31. FERMENTAÇÃO ESTADO SÓLIDOPara quando pode-se usar a enzima bruta para bioconversão ou enriquecimento do substrato natural (biocombustível, suplemento de ração animal)Permite uso de mais variedades de substratosProdutividade volumétrica maior (0,33-o substrato g ocupa o volume de 3 fermentações/ml)20-40% DE MATÉRIA SECA (SUBSTRATO)Rendimento:100 FPU/gProdutividade: 200-800 FPU/h/l =33 FPU/ml
  32. 32. PURIFICAÇÃO  FILTRO A VÁCUO OU DECANTADOR /CENTRÍFUGA  ULTRAFILTRAÇÃO DO SOBRENADANTE  EVAPORAÇÃO A VÁCUO  ESTABILIZANTE PARA GUARDAR EM LÍQUIDO: SORBITOL OU LACTOSE EM ALTA CONCENTRAÇÃO  ANTIBIÓTICOS
  33. 33. CUSTOSFES X FSMFSM 6$ 160/m3 para 20 FPU / ml = $ 8/10 FPU FES 6$ 150/MT para 50 FPU / g = $ 3/10 FPU
  34. 34. ConclusãoProdução de celulases por microrganismo depende do microrganismo e do meio de produção que imite melhor seu habitat e que seja de menor custo.Indutores podem ser adicionados para otimizar a produção.Esporos são melhores para o inóculo, pois requerem menos cuidados de crescimento e adaptaçãoO método de purificação depende da forma de armazenamentoOs custos de produção da FES são menores que da FSM, apesar de ser pouco utilizada.

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