Hidrólise da quitosana: obtenção de um extrato enzimático e caracterização do produto hidrolisado
Chitin, extensively found in crustaceans exoskeletons, insects, and microorganisms, has limited usage due to its low solubility in aqueous solution, requiring its partial deacetylation to obtain chitosan. Chitosan's depolymerization has attracted considerable attention, as its oligomers have high wa...
| Autor principal: | GONÇALVES, Cleidiane Gonçalves e |
|---|---|
| Grau: | Tese |
| Idioma: | por |
| Publicado em: |
Universidade Federal do Pará
2024
|
| Assuntos: | |
| Acesso em linha: |
https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/16173 |
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ir-2011-161732024-03-05T16:07:43Z Hidrólise da quitosana: obtenção de um extrato enzimático e caracterização do produto hidrolisado GONÇALVES, Cleidiane Gonçalves e LOURENÇO, Lúcia de Fátima Henriques http://lattes.cnpq.br/7365554949786769 FERREIRA, Nelson Rosa http://lattes.cnpq.br/3482762086356570 https://orcid.org/0000-0001-5009-8235 https://orcid.org/0000-0001-6821-6199 quitosana hidrólise fungo filamentoso enzimas chitosan hydrolysis filamentous fungus enzymes CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::CIENCIA E TECNOLOGIA DE ALIMENTOS PROPRIEDADES QUÍMICAS, BIOQUÍMICAS E MICROBIOLÓGICAS DOS ALIMENTOS E COMPOSTOS BIOATIVOS APROVEITAMENTO DE RESÍDUOS AGROINDUSTRIAIS E DESENVOLVIMENTO DE PRODUTOS ANÁLISES E DESENVOLVIMENTO DE PROCESSOS DE SEPARAÇÃO E TRANSFORMAÇÃO APLICADAS EM ALIMENTOS CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE ALIMENTOS Chitin, extensively found in crustaceans exoskeletons, insects, and microorganisms, has limited usage due to its low solubility in aqueous solution, requiring its partial deacetylation to obtain chitosan. Chitosan's depolymerization has attracted considerable attention, as its oligomers have high water solubility, biocompatibility, and non-toxicity, as well as beneficial properties such as antimicrobial, antioxidant, and antitumor properties. For this reason, in this research, a review article was produced (Chapter I) based on the main methods of chitosan hydrolysis, besides analyzing the parameters that influence the acquisition, and characteristics of hydrolysis results, effectively and at a lower cost. Among the approaches studied, enzymatic hydrolysis excels due to its control ease and performance under milder conditions, making it possible to use low-cost enzymes belonging to the glycoside hydrolases group. Thus, enzymatic hydrolysis was defined as a technique for various sizes of chitosan acquisition (Chapter II) through the production of an enzymatic extract (integral enzymatic extract - IEE) from a filamentous fungus strain. The enzyme identification present in the IEE showed exo-chitinases, endo-chitinase, and cellobiohydrolase. Considering the same reaction conditions, the IEE showed greater efficiency than the commercial enzyme (Celluclast 1.5 L®), which was used as a parameter because it is an enzyme capable of cleaving the β-1,4-glycosidic bond of chitosan - similar to chitosanase, besides presenting a lower cost. The IEE reduced the molecular weight of chitosan by 47.80; 75.24 and 93.26% at 2.0; 5.0, and 24 h, respectively. Through the FTIR analysis, a lower absorbance of the spectral signals of chitosan oligomers was detected, and the crystallinity reduced after 3.0 h of hydrolysis. Based on this study, we can infer that enzymatic hydrolysis, under established conditions, is effective at obtaining lower molecular weight chitosan using unpurified crude extract. A quitina, amplamente encontrada em exoesqueletos de crustáceos, insetos e micro-organismos, possui utilidade limitada devido sua baixa solubilidade em solução aquosa, sendo necessário sua desacetilação parcial para obtenção da quitosana. A despolimerização da quitosana tem atraído atenção considerável, pois seus oligômeros apresentam alta solubilidade em água, biocompatibilidade e não toxicidade, além de propriedades benéficas, tais como, antimicrobiana, antioxidante e antitumoral. Por esse motivo, nesse estudo, foi produzido um artigo de revisão (Capítulo I) baseado nos principais métodos de hidrólise da quitosana, além de analisar os parâmetros que influenciam na obtenção e características dos produtos de hidrólise, de forma eficaz e com menor custo. Entre os métodos estudados, a hidrólise enzimática se destacou por ser de fácil controle e atuar sob condições mais brandas, sendo possível utilizar enzimas de baixo custo pertencentes ao grupo dos glicosídeos hidrolases. Deste modo, foi definida a hidrólise enzimática como técnica para obtenção de quitosana de tamanhos variados (Capítulo II) por meio da produção de um extrato enzimático (extrato enzimático integral - EEI) a partir de uma linhagem de fungo filamentoso. A identificação das enzimas presentes no EEI deu destaque para exo-quitinases, endo-quitinase e celobiohidrolase. Considerando as mesmas condições reacionais, o EEI apresentou maior eficiência em comparação com a enzima comercial (Celluclast 1,5 L®), que foi utilizada como parâmetro devido ser uma enzima capaz de clivar a ligação β-1,4-glicosídica da quitosana - similar à quitosanase, além apresentar menor custo. O EEI reduziu o peso molecular da quitosana em 47,80; 75,24 e 93,26 % em 2,0; 5,0 e 24 h, respectivamente. Através da análise de FTIR, foi observado menor absorbância dos sinais espectrais dos oligômeros de quitosana e a cristalinidade foi reduzida a partir do tempo de 3,0 h de hidrólise. Com base nesse estudo, podemos inferir que a hidrólise enzimática, nas condições estabelecidas, foi eficaz para a obtenção de quitosana de menor peso molecular utilizando extrato bruto não purificado. 2024-01-15T19:03:22Z 2024-01-15T19:03:22Z 2022-08-09 Tese GONÇALVES, Cleidiane Gonçalves e. Hidrólise da quitosana: obtenção de um extrato enzimático e caracterização do produto hidrolisado. Orientadora: Lúcia de Fátima Henriques Lourenço. 2022. 80 f. Tese ( Doutorado em Ciência e Tecnologia de Alimentos ) - Universidade Federal do Pará, Instituto de Tecnologia, Belém, 2022. Disponível em: https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/16173 . Acesso em:. https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/16173 por Acesso Aberto Attribution-NonCommercial-ShareAlike 3.0 Brazil http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/br/ application/pdf Universidade Federal do Pará Brasil Instituto de Tecnologia UFPA Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Alimentos Disponível na internet via correio eletrônico: bibliotecaitec@ufpa.br |
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Repositório Institucional - Universidade Federal do Pará |
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Chitin, extensively found in crustaceans exoskeletons, insects, and microorganisms, has limited usage due to its low solubility in aqueous solution, requiring its partial deacetylation to obtain chitosan. Chitosan's depolymerization has attracted considerable attention, as its oligomers have high water solubility, biocompatibility, and non-toxicity, as well as beneficial properties such as antimicrobial, antioxidant, and antitumor properties. For this reason, in this research, a review article was produced (Chapter I) based on the main methods of chitosan hydrolysis, besides analyzing the parameters that influence the acquisition, and characteristics of hydrolysis results, effectively and at a lower cost. Among the approaches studied, enzymatic hydrolysis excels due to its control ease and performance under milder conditions, making it possible to use low-cost enzymes belonging to the glycoside hydrolases group. Thus, enzymatic hydrolysis was defined as a technique for various sizes of chitosan acquisition (Chapter II) through the production of an enzymatic extract (integral enzymatic extract - IEE) from a filamentous fungus strain. The enzyme identification present in the IEE showed exo-chitinases, endo-chitinase, and cellobiohydrolase. Considering the same reaction conditions, the IEE showed greater efficiency than the commercial enzyme (Celluclast 1.5 L®), which was used as a parameter because it is an enzyme capable of cleaving the β-1,4-glycosidic bond of chitosan - similar to chitosanase, besides presenting a lower cost. The IEE reduced the molecular weight of chitosan by 47.80; 75.24 and 93.26% at 2.0; 5.0, and 24 h, respectively. Through the FTIR analysis, a lower absorbance of the spectral signals of chitosan oligomers was detected, and the crystallinity reduced after 3.0 h of hydrolysis. Based on this study, we can infer that enzymatic hydrolysis, under established conditions, is effective at obtaining lower molecular weight chitosan using unpurified crude extract. |
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