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Rabalho, Alessandra Aparecida. Isolamento de linhagens microbianas termofílicas amilolíticas, produção, caracterização e aplicação das amilases na hidrólise do amido de mandioca / Alessandra Aparecida Rabalho. – São José do Rio Preto : [s.n.], 2002 183 f. : il. ; 30 cm. Orientador: Eleni Gomes Co-orientador: Célia Maria Landi Franco Dissertação (mestrado) – Universidade Estadual Paulista. Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas 1. Enzimas. 2. Enzimas microbianas. 3. Amilases. 4. Microrganismos termofílicos. 5. Bactérias. 6. Bactérias termofílicas. 7. Fungos. 8. Fungos termofílicos. 9. Fermentação. 10. Xaropes. I. Gomes, Eleni. II. Franco, Célia Maria Landi. III. Universidade Estadual Paulista. Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas. IV. Título. CDU – 577.15 Meu Senhor e meu Deus, eu Te louvo e agradeço, porque me incluíste nos Teus planos; porque me destes um espírito livre e repleto de sonhos, com esperança e força suficientes para tentar concretizá-los. Por estar ao meu lado a cada dia, divido Contigo a glória desta conquista. Dedico este trabalho, Aos meus pais, João e Odete, às minhas irmãs Angela e Andréa, e aos meus sobrinhos Vinícius, Júnior e Guilherme, porque são o que há de mais maravilhoso em minha vida. Ao meu grande amor Fabrício, meu referencial para continuar vivendo intensamente. A minha gratidão a todos que me apoiaram e incentivaram e cuja convivência foi de extrema importância para o meu crescimento pessoal e profissional. Agradeço especialmente à Profa. Dra. Eleni Gomes, pela confiança, pelo constante apoio e por me proporcionar crescimento e amadurecimento científico. Seu exemplo de amor e dedicação ao ensino e à pesquisa me incitou a seguir seus passos. À Profa. Dra. Célia Maria Landi Franco, pela co-orientação e pelas valiosas dicas que permitiram o aperfeiçoamento deste estudo. Aos Professores integrantes da banca examinadora, Prof. Dr. Gustavo O. Bonilla Rodriguez e Prof. Dr. Claudio Cabello, pela acurada análise da pró- forma, pelas críticas e sugestões que contribuíram para a melhoria deste trabalho. Aos Professores da Pós-Graduação pelos ensinamentos transmitidos no decorrer do curso, em especial ao Prof. Dr. Crispin H. Garcia-Cruz, pelo constante incentivo e aos Profs. Drs. Fernando Leite Hoffmann e Vanildo Del Bianchi, pelas correções e sugestões realizadas no Exame Geral de Qualificação. Ao Prof. Dr. Roberto da Silva pela amizade e prestatividade com que me auxiliou nos pequenos problemas e dúvidas do dia-a-dia. Aos funcionários da Seção de Pós-Graduação, especialmente a Rosemar, Nadia, Oscar, Rosana e Nancy, pela simpatia no atendimento e contribuição para finalização deste trabalho. Aos funcionários da biblioteca, especialmente a Elza Satto, pela presteza no serviço de comutação bibliográfica. Aos funcionários e técnicos dos Departamentos de Química e Biologia, especialmente ao Claudinei Nobile e Paulo Maziero, pela convivência agradável e pela dedicação com que desempenharam suas funções, contribuindo para o bom andamento da rotina do laboratório. Ao Banco do Brasil, em nome do Sr. Hélio Schultz, pela pesquisa e disponibilização dos dados de comércio de enzimas no Brasil. À FAPESP, processo 99/12840-4, pelo auxílio financeiro. A todos os colegas do curso de Pós-Graduação pelo incentivo constante e amizade, especialmente à Erika, Riana, João Cláudio, Marô, Graziela, Ana Lúcia, Giane, Luísa, Juan, Sílvia e Silvia (Mulher). Aos estagiários e pós-graduandos do Laboratório de Bioquímica de Proteínas, especialmente ao Hamilton Cabral pela prontidão com que sempre esclareceu pequenas dúvidas que surgiram ao longo deste estudo. Aos queridos amigos do Laboratório de Bioquímica e Microbiologia Aplicada: Caio, Carla, Daniela, Dênis, Eduardo, Fabiana, Gisele, Heloiza, Márcia Maria, Márcia Rizzatto, Maricy, Mirlene, Natalia, Simone, Tatiana, Tony, Kivia e Ana Paula pela convivência agradável, pelos constantes ensinamentos e auxílio na resolução dos problemas diários. Vocês foram a família que me acompanhou de perto. À Valquíria Barco Damiano, pela serenidade com que instruiu e acompanhou meus primeiros passos na Microbiologia e, principalmente, pelo exemplo de profissionalismo e conduta. À Solange Xavier dos Santos e Denise Prado do Amaral Voltarelli, pela amizade sincera, pelo apoio nos momentos difíceis e pelas discussões sobre trabalho, profissão e vida, que tanto contribuíram para meu crescimento pessoal e profissional. Às amigas Elaine Priscilla e Luísa Jorge porque, apesar da distância, nunca estiveram ausentes nos momentos em que mais precisei. À Silvia R. Viodres, pelo ternura com que me ajudou a compreender e superar os momentos de aflição. Aos amigos Morgana e Airton Rocca, que acreditaram, apoiaram e deram força para a concretização desta conquista. Aos queridos Sr. Loreto Tomasetto e Sra. Aparecida Tomasetto, por terem me acolhido como filha em suas vidas. Aos meus pais, João e Odete, às minhas irmãs, Andréa e Angela e aos meus sobrinhos, Vinícius, Júnior e Guilherme pelo amor imensurável, pelo constante estímulo e pela alegria que proporcionam à minha vida. Tenho a grata felicidade de fazer parte desta maravilhosa família, vocês foram a chave para a realização deste sonho. Ao meu querido Fabrício, por todo amor, carinho e dedicação. Sem sua presença e apoio constantes tudo teria sido mais difícil. À Deus que, na sua infinita misericórdia, me ofereceu juntamente com as dificuldades a força para superá-las. “Vida devotada a atividade criadora em ciência é vida feliz. Nenhum outro modo de vida é igual ou superior em felicidade. ... Eu creio que o trabalho científico, juntamente com outras formas de trabalho criador, é o principal propulsor da evolução do espírito humano. A evolução do espírito humano dá significado à evolução humana e à evolução universal.” Theodosius Dobzhansky, 1970 Página α Página α α Bacillus Bacillus Mucor Bacillus Whatman Bacillus Mucor Bacillus Mucor Bacillus Mucor Bacillus Mucor Página Bacillus Mucor Mucor Mucor α α / Bacillus Mucor α α / Bacillus Mucor α Introdução α α – – Introdução , . Introdução αααα αααα α α ββββ αααα α α Introdução αααα αααα α / α αααα //// β αααα αααα β α α αααα α α α β α Introdução α α α Introdução Introdução Thermotoga Aquifex Introdução Streptomyces Introdução Py ro co cc us fu rio su s α Py ro co cc us fu rio su s α Py ro co cc us fu rio su s As pe rg ill us te rr eu s As pe rg ill us te rr eu s Py ro co cc us w oe se i α Th er m og ot a m ar iti m a Py ro co cc us fu rio su s Th er m oc oc cu s lit or al is Py ro co cc us fu rio su s α Fe rv id ob ac tir iu m Ba ci llu s Th er m oc oc cu s pr of un du s α Th er m us α Th er m os ip ho Th er m oc oc cu s fu ni co la ns T. h id ro th er m al is Th er m oc oc cu s Th er m oc oc cu s Th er m oc oc cu s Th er m oc oc cu s α Th er m oc oc cu s α Th er m oa ct in om yc es Th er m oc oc cu s hi dr ot he rm al is As pe rg ill us ta m ar ii α Ba ci llu s Ba ci llu s α Ba ci llu s α Ba ci llu s cl au si i α Introdução / Introdução / Introdução Introdução Introdução α α / Introdução α α α α β α Introdução α Bacillus licheniformis B. stearothermophilus Aspergillus A. niger A. awamorii Introdução α Introdução / / / / Material e Métodos / / / / Material e Métodos ≥ < Material e Métodos Material e Métodos ≥ < Material e Métodos Material e Métodos −−−− − − − − / − − − − − − − − − − − − − − − − − − / − − − − − − − − − − − − − − − − − − − − − Material e Métodos Material e Métodos MEIO LÍQUIDO (amido1% + sais) 0,1 mL 55ºC/24h ISOLAMENTO (Estrias de Esgotamento) CULTURA ISOLADA MEIO SELETIVO 1 g/2 mL Amostra 55ºC/24h Material e Métodos × Material e Métodos CULTURA (24-48h) PRÉ-INÓCULO M.Líquido (10 mL) 55ºC/24h 200 rpm 55ºC/48h 200 rpm Células: descarte 10.000 rpm/20 min Sobrenadante “SOLUÇÃO ENZIMÁTICA BRUTA” REAÇÃOREAÇÃOREAÇÃOREAÇÃO ENZIMÁTICAENZIMÁTICAENZIMÁTICAENZIMÁTICA 2 mL 125 mL CENTRIFUGAÇÃO 50 mL INÓCULO M. Líquido (25 mL) Material e Métodos × 250 mL 250 mL SUSPENSÃO CÉLULAS (Sol. Sais - 10 mL) RESÍDUO SÓLIDO (5g) 55ºC/72-96h 30 mL H2O FILTRAÇÃO A VÁCUO Filtrado CENTRIFUGAÇÃO 10.000 rpm/20 min. Células.: Descarte REAÇÃOREAÇÃOREAÇÃOREAÇÃOREAÇÃOREAÇÃOREAÇÃOREAÇÃO ENZIMÁTICAENZIMÁTICAENZIMÁTICAENZIMÁTICAENZIMÁTICAENZIMÁTICAENZIMÁTICAENZIMÁTICA Agitação/ 15 min. Sobrenadante “SOL. ENZIMÁTICA BRUTA” CULTURA (24-48h) Material e Métodos Material e Métodos αααα α / / Material e Métodos //// − ÷ × ÷ × ÷ / / / Material e Métodos µ / Glicose Enz- Color Biodiagnóstica µ Material e Métodos µ µ Material e Métodos Reagen / Material e Métodos ± Bacillus / Bacillus Mucor Material e Métodos / Sol. Enz. Bruta (10U/g Amido) AUTOCLAVAGEM 120 ºC/15 min 85ºC/ 1 h Agitação ➲ Teor de açúcar redutor ➲ Reação com iodo ➲ Cromatografia de papel (açúcares presentes no hidrolisado) ANÁLISEANÁLISEANÁLISEANÁLISEANÁLISEANÁLISEANÁLISEANÁLISE SOL. AMIDO (25% p/p) RESFRIAMENTO 80ºC Sol. Enz. Bruta (10U/g Amido) 85ºC/ 1 h Agitação HIDROLISADO 50 mL 50 mL50 mL Material e Métodos / / / Sol. Enz. Bruta (20, 30 e 40 U/g Amido) 85ºC/ 1, 2 e 3h Agitação ➲ Teor de açúcar redutor ➲ Reação com iodo ➲ Cromatografia de papel (açúcares presentes no hidrolisado) ANÁLISEANÁLISEANÁLISEANÁLISEANÁLISEANÁLISEANÁLISEANÁLISE SOL. AMIDO (25% p/p) HIDROLISADO 50 mL 50 mL Material e Métodos Watman Sigma / / µ Whatman Material e Métodos Newport Scientific / / / / Resultados e Discussão screening Resultados e Discussão Resultados e Discussão Resultados e Discussão Resultados e Discussão Resultados e Discussão Resultados e Discussão Resultados e Discussão Resultados e Discussão Klebsiella oxytoca Clostridium Bacteroides Resultados e Discussão Resultados e Discussão Resultados e Discussão 81,5% 52% 33% α Resultados e Discussão 93,2% 92% 66,3% α α α / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / Resultados e Discussão α β Gibberella fujikuroi / / / / Fervidobacterium / Bacillus / Resultados e Discussão Resultados e Discussão / / / / / / Resultados e Discussão α Resultados e Discussão α β α / / α / / / / / / Resultados e Discussão α Resultados e Discussão / / / / / / / / / / / / / / / / / / Resultados e Discussão α Resultados e Discussão α Resultados e Discussão / / / / Resultados e Discussão α Resultados e Discussão / / / / / / / / / / / / / / α β Resultados e Discussão α Resultados e Discussão α / / / α / / / / / / / Resultados e Discussão α Resultados e Discussão α Resultados e Discussão / / / / / / / / / / / Resultados e Discussão α Resultados e Discussão α Resultados e Discussão α / / / α / / / / / / / / Resultados e Discussão α Resultados e Discussão α Resultados e Discussão / / / Resultados e Discussão α Resultados e Discussão α Resultados e Discussão α / / / / / / / / / / Resultados e Discussão α Resultados e Discussão α Resultados e Discussão α / / / / / / / / α / / Resultados e Discussão α Resultados e Discussão / / / α / / / / / / / / Resultados e Discussão α Resultados e Discussão α α Bacillus subtilis α Thermus α Thermomyces laguginosus α Rhizopus Resultados e Discussão α β Synth α Resultados e Discussão α Gibberella fugikuroi Resultados e Discussão / α / / / / / / Bacillus clausii / / Gibberalla fugikuroi α / / Resultados e Discussão screening Bacillus licheniformis Bacillus Streptomyces Bacillus Thermomyces lanuginosus B licheniformes Humicula H. insolens H. lanuginosa, H. stellata), Thermomyces, Malbrachea pulchella sulfurea, Mucor pusillus e Talaromyces thermophilus Resultados e Discussão Bacillus Bacillus Bacillus Bacillus Kurthia Bacillus Bacillus Mucor Bacillus Bacillus Mucor α Resultados e Discussão Bacillus Mucor α Nocardiopsis Bacillus Thermosipho Thermoactinomyces Bacillus Bacillus clausii Pirrococcus Thermococcus Thermogota Fervidobacterium Fervidobacterium Pirrococcus woesei Aspergillus terreus A. terreus Aspergillus A. tamarii α Resultados e Discussão α α Bacillus Mucor α α Bacillus Thermosipho Aspergillus terreus A. terreus A. tamarii α Streptomyces Resultados e Discussão α Bacillus Bacillus Mucor Bacillus clausii Thermosipho Bacillus α Thermoactinomyces Aspergillus terreus Aspergillus tamarii α Bacillus α Bacillus α Mucor Bacillus Resultados e Discussão Thermosipho Aspergillus terreus Aspergillus tamarii Bacillus Mucor Mucor Resultados e Discussão Bacillus Resultados e Discussão Resultados e Discussão Bacillus Resultados e Discussão Mucor Resultados e Discussão Bacillus Bacillus Bacillus α Bacillus α B. subtilis α B. licheniformis Resultados e Discussão B. subtilis α Bacillus licheniformis α B. subtilis B. licheniformis Pyrococcus furiosus Thermococcus litoralis α B. subtilis e B. stearothermophilus B. amyloliquefaciens, orizae B. subtilis amylisacchariticus α α− Bacillus Clostridium thermosulfurogenes α Thermus α B. licheniformis Resultados e Discussão α Bacillus α Mucor pusillus α α Bacillus circulans α Bacillus licheniformis Resultados e Discussão Bacillus Mucor Bacillus Mucor //// Bacillus − Mucor − Resultados e Discussão / α / α α α α α α Resultados e Discussão α α α α α α Mucor Resultados e Discussão / / Mucor //// − − − Mucor Resultados e Discussão α β α / Mucor //// //// − − − / / Resultados e Discussão / / α α α Resultados e Discussão Whatman Bacillus Mucor Resultados e Discussão Mucor α Bacillus Bacillus Resultados e Discussão Mucor Resultados e Discussão Resultados e Discussão Whatman Bacillus Resultados e Discussão Resultados e Discussão Whatman Mucor Resultados e Discussão Bacillus Mucor / Resultados e Discussão α Bacillus Mucor Resultados e Discussão Bacillus Mucor Bacillus Mucor Bacillus Bacillus Mucor α Bacillus Mucor α Bacillus Referências Bibliográficas Bacillus Mucor Bacillus Bacillus Mucor Bacillus Mucor - - - - > > > > α Bacillus Apêncice Aspergillus terreus αααα Scytalidium thermophilum α Thermomyces lanuginosus α Bacillus Apêncice Pirococcus furiosus. α α Pyrococcus furiosus Thermococcus litoralis Fervidobacterium Thermococcus profundus Apêncice > α Pyrococcus furiosus α Rhizopus Humicola sp Bacillus licheniformis α Apêncice Bacillus clausii Aspergillus awamori Thermococcus hydrothermalis Curvalaria inaequalis Aspergillus terreus Apêncice Aspergillus fumigatus Baccilus megaterium Aspergillus terreus Apêncice Thermogota maritima α Aspergillus oryzae Aspergillus awamori α Pyrococcus woesei α Pyrococcus furiosus. Apêncice α Bacillus α Streptomyces Bacillus Apêncice Bacillus Aspergillus tamarii α Apêncice Bacillus Thermomyces lanuginosos Apêncice Thermogota maritima α Thermus Bacillus sp Bacillus α Nocardiopsis Apêncice α α Bacillus subtilis α Apêncice Apêncice Apêncice Apêncice Apêncice //// Apêncice //// Apêncice //// Apêncice //// Apêncice //// Apêncice //// Apêncice //// Apêncice //// Apêncice //// ApênciceApêncice Apêncice Apêncice Apêncice Whatman Capa Folha de rosto Ficha catalográfica Comissão julgadora Dados curriculares Dedicatória Agradecimentos Epígrafe Sumário Lista de figuras Lista de tabelas Resumo Abstract Introdução Objetivos Material e Métodos Resultados e Discussão Conclusões Referências Bibliográficas APÊNDICES
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