Produção de enzimas

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Xilanase
Apresentação
Referências
Introdução
Aplicações da xilanase
Upstream
PROCESSO DE DOWNTREAM
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Apresentação
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Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Departamento de Engenharia Química
Curso de Engenharia de Alimentos
Prof.ª Márcia Regina da Silva Pedrini
TRABALHO SOBRE PRODUÇÃO DE ENZIMAS VIA FERMENTAÇÃO
Equipe :DIANA CRISTINA SILVA
		 EDLIN LETÍCIA BARBOSA DE BARROS
		 RAFAELA ALVES VICENTE
		 YANNES PINTO MEDEIROS
Xilanase e suas aplicações
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Introdução
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A enzima xilanase
As xilanases são enzimas responsáveis por degradar polissacarídeos não-amiláceos. Sua principal função é a hidrólise da xilana, polissacarídeo e um dos componente da hemicelulose.
Sua produção é realizada, dentre outros, pelos fungos Aspergillus, Trichoderma e Thermoascus aurantiacus; 
Thermoascus aurantiacus
O fungo termofílico Thermoascus aurantiacus é um bom produtor de xilanase termoestável;
Este fungo excreta para o meio extracelular a xilanase que degrada a xilana, eliminando assim a necessidade da ruptura celular para obtenção das enzimas. 
A produção de xilanases a partir de culturas de fungos é maior do que a partir de culturas de bactérias. Os fungos sintetizam uma variedade de xilanases que são necessárias para uma completa degradação da xilana.
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Processo de Upstream
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Produção de xilanase por Thermoascus aurantiacus 
Propagação da cepa e inoculação no biorreator
Os esporos foram colhidos, assepticamente, em água estéril, dos tubos de ensaio contendo a cultura estoque, raspando-se a superfície do meio com alça de platina.
Esta suspensão foi filtrada, em gase estéril, e uma alíquota foi utilizada para contagem do número de esporos em Câmara de Neubauer. 
Os meios de fermentação foram inoculados, com a suspensão de esporos, de forma a se obter uma concentração padrão de 104 esporos/grama de substrato. 
Esterilização
Esterilização do meio: Autoclavado à 121°c por 30 minutos em béqueres.
Esterilização da coluna: Realizada previamente, antes da transferência do inóculo, à 121°c por 30minutos;
Processo de fermentação
O tipo de fermentação utilizada foi a fermentação no estado sólido (FES).
Utilizou-se um biorreator de colunas com sistema fechado;
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Processo de downstream
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Extração das enzimas do meio
1 g de amostra com 15 mL de tampão acetato de sódio 50mM, pH 5,0, na temperatura de 30 0C, velocidade de agitação de 200 rpm, por 30 minutos.
Centrífuga HEMOS modelo 5836, a 4000 g por 10 minutos.
A vácuo utilizando-se conjunto de filtração Millipore e papel de filtro Wathman N° 1.
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Aplicações da xilanase
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Aplicações gerais
Xilanases são utilizadas na indústria de alimentos, em diversos processos, nas formas isolada ou combinada com outras enzimas. Um dos principais usos dessa enzima é para clarificação do suco de frutas; 
Elas podem ser aplicadas no preparo do pão, onde atuam na hidrólise da xilana da farinha de trigo, tornando a massa mais macia e solta, aumentando significativamente o volume do pão;
Além das aplicações na indústria alimentícias essa enzima também é utilizada no processo de clarificação da polpa de papel, na alimentação de aves, auxiliando na digestão, e na produção de bebidas alcóolicas. 
Sua aplicação na panificação
São amplamente utilizadas como aditivo na indústria de panificação;
 
O primeiro relato de seu uso na indústria de panificação foi na década de 70;
Os carboidratos não amiláceos do grão de trigo são representados pela celulose, lignina e hemicelulose, principalmente as arabinoxilanas.
Auxilia principalmente na degradação da arabinoxilana que interfere na coagulação ou polimerização do glúten, assim, melhora as propriedades reológicas da massa e facilita seu processamento e diminui a retrogradação do amido;
Sua aplicação na panificação
Dá uma maior flexibilidade, estabilidade e expansão da massa, bem como uma melhora na estrutura do miolo;
O impacto das xilanases sobre a funcionalidade das arabinoxilanas em panificação depende fortemente da sua especificidade pelos substratos WE-AX e/ou WU-AX.
O mecanismo de ação das xilanases na massa e no pão ainda não está de todo esclarecido, provavelmente porque as arabinoxilanas da farinha variam entre os diferentes tipos de trigo, assim como, a especificidade da enzima para diferentes substratos;
Hipóteses para explicar esse mecanismo: 
	a) a degradação dos carboidratos não amiláceos como as arabinoxilanas, aumentaria sua capacidade de reter a água evitando ou diminuindo a desidratação do pão. No entanto, a simples adição de água na massa não tem o mesmo efeito positivo exercido pelas xilanases; 
	 b) as arabinoxilanas teriam um efeito negativo sobre as propriedades de retenção de gás. A ação das xilanases tornaria as arabinoxilanas insolúveis em solúveis, melhorando a formação da rede de glúten e assim, melhorando a retenção de gás pela massa; 
	
Sua aplicação na panificação
Hipóteses para explicar esse mecanismo: 
		
	c) a parede celular retarda a acessibilidade da água ao endosperma, em particular as proteínas do glúten. 
			
			A enzima desestabilizaria a parede celular melhorando a acessibilidade 		da 	água às proteínas que absorveriam água, e posteriormente				interagiriam 	umas com as outras por meio de pontes de hidrogênio e 		pontes de 	dissulfeto, formando uma rede (glúten) que aprisionaria o gás 		liberado 	durante a fermentação.
Sua aplicação na panificação
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Referências
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REFERÊNCIAS
BECKER, Natali Branco; BARATTO, César Milton; GELINSKI, Jane Mary Lafayette Neves. Propriedades das enzimas α-amilase e xilanase comerciais e sua influência na reologia da massa e na qualidade do pão de forma. Evidência-Ciência e Biotecnologia, v. 9, n. 1-2, p. 67-82, 2009. Disponível em:< http://editora.unoesc.edu.br/index.php/evidencia/article/view/1882:. Acesso em: 26/11/2017.
PALMA, Márcia Brandão et al. Produção de xilanases por Thermoascus aurantiacus em cultivo em estado sólido. 2003. Disponível em:< https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/86142>. Acesso em 26/11/2017.
 OLIVEIRA, Denise Silva de. Aplicação de xilanase e/ou ciclodextria glicotransferase (CGTase) na produção de pães. 2010. Disponível em:< https://repositorio.unesp.br/bitstream/handle/11449/100892/oliveira_ds_dr_sjrp.pdf?sequence=1&isAllowed=y> Acesso em: 26/11/2017.