Imobilização de amilase comercial em pó de sabugo de milho visando à hidrólise de amido

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Data

2019-12-19

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Universidade Estadual Paulista (Unesp)

Resumo

Introdução: A utilização de enzimas em tecnologia de alimentos é considerada um processo ambientalmente adequado, além de fornecer um bioproduto com qualidade superior. As amilases são enzimas que hidrolisam o amido, formando oligossacarídeos e glicose. A hidrólise enzimática do amido tem a vantagem de não formar compostos indesejados, empregar temperaturas mais amenas e não causar problemas de corrosão em equipamentos. Uma das principais aplicações da hidrólise enzimática de amido é na produção de xarope de glicose. No entanto, para aplicações industriais, é possível empregar enzimas imobilizadas, uma vez que a técnica de imobilização promove maior estabilização à enzima com relação aos efeitos da temperatura, além de permitir sua reutilização. Diferentes tipos de suportes podem ser utilizados para imobilização de enzimas, dentre eles, o pó de sabugo de milho, um resíduo agroindustrial. Objetivo: Avaliar a imobilização de amilases comerciais em pó de sabugo de milho ativado e averiguar o efeito da aplicação do derivado em resposta à processos de hidrólise de amido. Resultados: A glucoamilase e a α-amilase, ambas em suas formas livres, apresentaram temperaturas de máxima atividade de 40°C e 50°C, respectivamente. O valor de pH ótimo da glucoamilase e da α-amilase foi de 5. A enzima glucoamilase apresentou maior estabilidade à temperatura quando comparado a enzima α-amilase, na forma livre e por este motivo foi realizada apenas a imobilização covalente unipontual da enzima glucoamilase em pó de sabugo de milho. A imobilização da referida enzima foi avaliada em diferentes pHs (5 e 7). No entanto, a análise dos resultados evidenciou que não houve diferença no perfil de rendimento de imobilização. O pH 5 foi selecionado para continuidade dos estudos, e a enzima glucoamilase foi imobilizada em pó de sabugo de milho, apresentando um rendimento de imobilização de 95%. A enzima glucoamilase na sua forma imobilizada foi caracterizada em relação aos valores ótimos culminado em pH=5 e temperatura de 60ºC. Com relação á estabilidade térmica, a enzima imobilizada apresentou boa estabilidade nas temperaturas de 30ºC e 40ºC, semelhantemente aos resultados obtidos para a forma livre. O biocatalisador imobilizado foi aplicado em reações de hidrólise do amido, operado em modo batelada. Em 8h de reação (50ºC e pH5), foram obtidos valores de conversões de amido em glicose de 46% e 55%, empregando-se a glucoamilase em suas formas livre e imobilizada, respectivamente. O perfil de conversão de amido em glicose em função do tempo, foi semelhante, independentemente se a enzima estava livre ou imobilizada. Conclusão: A glucoamilase comercial imobilizada em pó de sabugo de milho apresentou potencial para hidrolisar o amido em glicose, podendo ser aplicada em processos industriais.
Introduction: The use of enzymes in food technology is considered an environmentally appropriate process, in addition to providing a bioproduct with superior quality. Amylases are enzymes that hydrolyze starch, forming oligosaccharides and glucose. Enzymatic hydrolysis of starch has the advantage of not forming unwanted compounds, employing milder temperatures and not causing corrosion problems in equipment. One of the main applications of enzymatic hydrolysis of starch is in the production of glucose syrup. However, for industrial applications, it is possible to employ immobilized enzymes, since the immobilization technique promotes greater stabilization of the enzyme with respect to the effects of temperature, in addition to allowing its reuse. Different types of supports can be used to immobilize enzymes, among them, corn cob powder, an agro-industrial residue. Objective: To evaluate the immobilization of commercial amylases in activated corn cob powder and to investigate the effect of applying the derivative in response to starch hydrolysis processes. Results: Glucoamylase and α-amylase, both in their free forms, showed maximum activity temperatures of 40 ºC and 50 ºC, respectively. The optimal pH value of glucoamylase and α-amylase was 5. The enzyme glucoamylase showed greater temperature stability when compared to the enzyme α-amylase, in the free form and for this reason, only one-point covalent immobilization of the enzyme glucoamylase was performed. corncob powder. The immobilization of this enzyme was evaluated at different pHs (5 and 7). However, the analysis of the results showed that there was no difference in the immobilization income profile. PH 5 was selected to continue the studies, and the enzyme glucoamylase was immobilized in corncob powder, with an immobilization yield of 95%. The enzyme glucoamylase in its immobilized form was characterized in relation to the optimum values culminating at pH = 5 and temperature of 60ºC. Regarding thermal stability, the immobilized enzyme showed good stability at temperatures of 30ºC and 40ºC, similarly to the results obtained for the free form. The immobilized biocatalyst was applied in starch hydrolysis reactions, operated in batch mode. In 8h of reaction (50ºC and pH5), values of starch to glucose conversions of 46% and 55% were obtained, using glucoamylase in its free and immobilized forms, respectively. The conversion profile of starch to glucose as a function of time was similar, regardless of whether the enzyme was free or immobilized. Conclusion: Commercial glucoamylase immobilized in corncob powder showed the potential to hydrolyze starch into glucose and can be applied in industrial processes.

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Palavras-chave

Glucoamilase, α-amilase, Pó de sabugo de milho, Imobilização de enzimas, Hidrólise enzimática de amido, Corn cob powder, Enzymatic hydrolysis of starch

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