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Tipo: Monografia
Título: Produção, purificação e concentração de queratinases via fermentação submersa e aplicação ambiental na redução da concentração de cromo em efluente sintético
Autor(es): Warken, Andressa Janaina
Primeiro Orientador: Treichel, Helen
Primeiro membro da banca: Bender, João Paulo
Segundo membro da banca: Bonatto, Charline
Resumo: A extensa produção de resíduos queratinosos no Brasil, devido à alta produtividade de aves e suínos, gera anualmente uma carga significativa de materiais de difícil degradação natural que requerem atenção no contexto ambiental. Neste sentido, a produção de queratinases, enzimas proteolíticas com especificidade para a degradação da queratina contida em estruturas como pelos, penas, bicos, cabelos e cascos, via processos fermentativos de baixo custo utilizando microrganismos com afinidade para a produção destas, se faz de suma importância no contexto ambiental e econômico, visando à diminuição da carga descartada e valorização de subprodutos do setor agroindustrial. Diante disso, este trabalho avaliou a produção de queratinases via biotecnológica em biorreator batelada e processos de concentração das enzimas produzidas através de Sistema Aquoso Bifásico (SAB), contendo polietilenoglicol e diferentes sais e solventes. O extrato foi caracterizado frente a diferentes pH e temperaturas demonstrando melhores resultados quando exposto a valores maiores para ambas as características analisadas, Além disso foi avaliado o potencial do substrato reduzir a concentração de cromo em efluente sintético de dicromato de potássio com concentração inicial de 20 mg/L de cromo, com leituras em espectrofotômetro segundo a metodologia descrita no Standad Methods, com a presença de 1% de substrato p/v, mantida em agitador orbital a 150rpm e 28°C. O extrato resultante do processo fermentativo apresentou resultados promissores de purificação para a precipitação sal/solvente, utilizando-se acetona e cloreto de sódio em 5 diferentes condições avaliadas, com fator de purificação variando entre 1,16 e 1,92. Com a utilização do sal sulfato de amônio, foi possível obter 1,37 de fator de purificação, e 1,58 quando o sistema foi elaborado numa proporção de 50% para a relação enzima/solvente e 0,5 mol/L de sal. Quanto às análises realizadas com o substrato restante após o final da fermentação este apresentou uma diminuição de 44,91% de sua massa inicial em decorrência de sua degradação durante o processo. Ainda utilizando-se o substrato seco ao fim da fermentação, ocorreu uma redução de 93,45% da concentração de cromo hexavalente após 9 horas em agitador orbital. Desta forma, o estudo demonstrou-se relevante para a produção de queratinases, com aplicabilidade ambiental posterior e possibilidade de concentração do extrato via processos de baixo custo.
Abstract/Resumen: The extensive production of keratinous waste in Brazil, due to the high productivity of poultry and pigs, annually generates a significant load of materials of difficult natural degradation that require attention in the environmental context. In this sense, the production of keratinases, proteolytic enzymes with specificity for the degradation of keratin contained in structures such as hairs, feathers, beaks, hair and hooves, via low-cost fermentation processes using microorganisms with affinity for their production, is of paramount importance in the environmental and economic context, aiming at reducing the load discarded and valorization of by-products from the agro-industrial sector. Therefore, this work evaluated the production of keratinases via biotechnology in batch bioreactor and concentration processes of the enzymes produced through a Biphasic Aqueous System (BAS), containing polyethylene glycol and different salts and solvents. The extract was characterized against different pH and temperatures showing better results when exposed to higher values for both analyzed characteristics. In addition, the potential of the substrate to reduce the concentration of chromium in synthetic effluent of potassium dichromate with initial concentration of 20 mg/L of chromium was evaluated with readings in spectrophotometer according to the methodology described in Standard Methods, with the presence of 1% w/v substrate, maintained on orbital shaker at 150 rpm and 28°C. The extract resulting from the fermentative process showed promising purification results for the salt/solvent precipitation, using acetone and sodium chloride in 5 different conditions evaluated, with purification factor ranging between 1.16 and 1.92. With the use of ammonium sulfate salt, it was possible to obtain 1.37 of purification factor, and 1.58 when the system was prepared in a proportion of 50% for the enzyme/solvent ratio and 0.5 mol/L of salt. As for the analyses performed with the remaining substrate after the end of the fermentation, it showed a decrease of 44.91% of its initial mass due to its degradation during the process. Still using the dried substrate at the end of fermentation, there was a 93.45% reduction in the concentration of hexavalent chromium after 9 hours in an orbital shaker. Thus, the study proved to be relevant for the production of keratinases, with subsequent environmental applicability and the possibility of concentrating the extract via low-cost processes.
Palavras-chave: Subprodutos
Enzimas
Concentração
Purificação
Metais pesados
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal da Fronteira Sul
Sigla da Instituição: UFFS
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://rd.uffs.edu.br/handle/prefix/7322
Data do documento: Fev-2023
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