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Tipo: Dissertação
Título: Sistemas reacionais ultrassônicos e irradiação por microondas para pré-tratamento de resíduos agroindustriais e incremento de atividade de queratinases
Autor(es): Czapela, Fabiane Fernanda
Primeiro Orientador: Treichel, Helen
Primeiro coorientador: Fongaro, Gislaine
Primeiro membro da banca: Colla, Luciane Maria
Segundo membro da banca: Viancelli, Aline
Resumo: Os resíduos queratinosos como pelos suínos e penas de frango são gerados em grandes volumes em processos industriais e por conta disso possuem difícil gerenciamento devido a presença de queratina. As queratinases são enzimas com elevado potencial de hidrolisar a queratina, surgindo como alternativa promissora em processos biotecnológicos. Neste sentido, o objetivo deste trabalho foi verificar o potencial de pré-tratamento de resíduos agroindustriais por sonda ultrassônica e avaliar o comportamento da atividade de queratinases expostas a diferentes sistemas reacionais ultrassônicos e por irradiação de micro-ondas e submetidas à técnica de concentração enzimática a partir de extratos enzimáticos produzidos com pelos suínos. Além de comparar a atividade de enzimas homemade com enzimas comerciais e aplicar os extratos enzimáticos na degradação de resíduos queratinosos. Para isso, realizou-se fermentação submersa com pelos suínos pré-tratados em sonda ultrassônica e não pré-tratados, para fins comparativos. Em seguida, os extratos enzimáticos foram expostos aos sistemas reacionais sonda e banho ultrassônicos e micro-ondas, segundo planejamento experimental. Os extratos enzimáticos obtidos foram submetidos à concentração enzimática com NaCl e acetona e à avaliação do potencial de degradação de resíduos queratinosos como pelos suínos e penas de frango. Os resultados obtidos mostraram que a sonda ultrassônica apresentou potencial de pré-tratamento de resíduos queratinosos, com degradação de 45,5% para pelos suínos pré-tratados com a macroponta e aumento nas taxas de reação produzindo bons valores de atividade enzimática em menor tempo (50,8 U/mL em 3 dias). Na avaliação do comportamento das queratinases frente aos sistemas reacionais, a sonda ultrassônica apresentou maior potencial de incremento de atividade enzimática, alcançando até 38,4% de aumento da atividade enzimática, no menor tempo de exposição avaliado. O banho ultrassônico apresentou incremento de 30,2% e as micro-ondas até 15,1%, ambos em condições de temperatura elevada (80 °C). A técnica de concentração enzimática com NaCl e acetona mostrou potencial para incremento de atividade bastante relevante de 53,5%. Na degradação de resíduos queratinosos, os extratos enzimáticos homemade se mostraram promissores na degradação de penas de frango, alcançando a degradação quase total dos resíduos, já os pelos suínos não apresentaram degradação visual. Com isso, conclui-se que os resultados obtidos neste trabalho são promissores, uma vez que os dados nesta área são escassos, principalmente no que diz respeito à utilização de sistemas reacionais juntamente com queratinases.
Abstract/Resumen: Keratinous residues such as swine hair and chicken feathers are generated in large quantities in industrial processes and because of this they are difficult to manage because the presence of keratin. Keratinases are enzymes with a high potential to hydrolyze keratin, emerging as a promising alternative in biotechnological processes. In this sense, the objective of this work was to verify the potential of pretreatment of agro-industrial residues by ultrasonic probe and to evaluate the behavior of the keratinases activity exposed to different ultrasonic reaction systems and by microwave irradiation and subjected to the enzymatic concentration technique from enzymatic extracts produced with swine hair. In addition to comparing the activity of homemade enzymes with commercial enzymes and applying the enzymatic extracts in the degradation of keratinous residues. For this, submerged fermentation was performed with swine hair pretreated with and without ultrasonic probe, for comparative purposes. Then, the enzymatic extracts were exposed to the ultrasonic probe and bath reaction systems and microwaves, according to experimental planning. The enzymatic extracts obtained were submitted to enzymatic concentration with NaCl and acetone and to the evaluation of the potential for degradation of keratinous residues such as swine hair and chicken feathers. The results obtained show that the ultrasonic probe showed a potential for pretreatment of keratinous residues, with a degradation of 45.5% for swine hair pretreated with the macropoint and an increase in reaction rates, producing good values of enzymatic activity in less time (50.8 U/mL in 3 days). In the evaluation of the behavior of keratinases exposed the reaction systems, the ultrasonic probe showed a greater potential for increasing enzyme activity, reaching up to 38.4% increase in enzyme activity, in the shortest exposure time evaluated. The ultrasonic bath showed an increase of 30.2% and microwaves up to 15.1%, both under conditions of high temperature (80 °C). The enzymatic concentration technique with NaCl and acetone showed a potential for significant activity increase of 53.5%. In the degradation of keratinous residues, homemade enzymatic extracts have shown promise in the degradation of chicken feathers, achieving almost total degradation of waste, while swine hair has not shown visual degradation. With that, it is concluded that the results obtained in this work are promising, since the data in this area are scarce, mainly with regard to the use of reaction systems together with keratinases.
Palavras-chave: Biotecnologia
Resíduos queratinosos
Resíduos agroindustriais
Sistemas reacionais
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal da Fronteira Sul
Sigla da Instituição: UFFS
Faculdade, Instituto ou Departamento: Campus Erechim
Nome do Programa de Pós Graduação : Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://rd.uffs.edu.br/handle/prefix/3959
Data do documento: 2020
Nível: Mestrado
Aparece nas coleções:Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental

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