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https://rd.uffs.edu.br/handle/prefix/8901
Type: | Dissertação |
Title: | Produção e aplicação da protease bruta de Bacillus sp. CL14: abordagens para a valorização de subprodutos agroindustriais e recuperação de prata |
Author: | Moraes, Gabriela Poll |
First advisor: | Daroit, Daniel Joner |
metadata.dc.contributor.referee1: | Alves Júnior, Sérgio Luiz |
metadata.dc.contributor.referee2: | Bach, Evelise |
Resume: | A produção econômica de enzimas microbianas é um tópico significativo, considerando a importância tecnológica de processos biocatalíticos. Dentre estes processos, o uso de proteases para recuperar a prata de filmes de raios X, bem como a aplicação destas enzimas para obter hidrolisados proteicos bioativos, vêm sendo explorados. Assim, diversos substratos orgânicos foram inicialmente avaliados para maximizar a produção de proteases por Bacillus sp. CL14. Em seguida, a enzima bruta foi aplicada para remover a camada de gelatina-prata de filmes de raios X residuais, e para obter hidrolisados bioativos a partir de substratos de origem animal ricos em proteína. Dentre 19 substratos (10 g/L), os maiores rendimentos de protease foram obtidos após 5 dias de cultivo com farelo de canola (1.976,8 U/mL), que foi 132% maior do que a peptona (849,2 U/mL, dia 4). Com o aumento da concentração de farelo de canola para 30 g/L, a produção de enzimas foi elevada em 49% (2.950,4 U/mL, dia 4). A adição de cosubstratos orgânicos (5 g/L) não resultou em efeito benéfico sobre os rendimentos de protease. A protease bruta e suas diluições (4:1, 1:1, 1:4) removeram efetivamente a camada de gelatina-prata dos filmes de raios X residuais (4-8 min; 55 °C), e o biocatalisador pode ser usado por pelo menos cinco ciclos sucessivos de remoção. Além disso, a enzima bruta hidrolisou penas moídas, farinha de penas hidrolisada, farinha de sangue, farinha de carne e ossos e farinha de vísceras (FV), sendo que os hidrolisados exibiram elevada habilidade de eliminação de radicais, quelação de Fe2+ e poder redutor. Experimentos de hidrólise da FV, realizados usando diferentes tempos (0-360 min) e relações enzima/substrato (E/S; 7.250 e 3.480 U/g de substrato), indicaram que a liberação de proteínas solúveis e as atividades antioxidantes aumentaram ao longo do tempo, inicialmente em taxas mais rápidas e depois tendendo a se estabilizar em períodos mais longos. As atividades antioxidantes máximas foram alcançadas em menores tempos de hidrólise (240 min) com o uso da maior E/S. Em suma, biomassas de baixo custo, abundantemente disponíveis na agroindústria brasileira, foram substratos promissores para obter uma protease bacteriana, que pode ser empregada para a recuperação segura e econômica de prata de filmes de raios X e para a valorização de farinhas de origem animal. Particularmente, a produção de hidrolisados antioxidantes pode expandir a aplicabilidade destas farinhas, com potenciais usos na tecnologia de rações e de alimentos. |
Abstract: | Economical production of microbial enzymes is a significant matter, considering the technological importance of biocatalysis. Among enzyme-based processes, the use of proteases to recover silver from used X-ray films and to generate bioactive protein hydrolysates has been explored. Thus, diverse organic substrates were initially evaluated to maximize protease production by Bacillus sp. CL14. The crude enzyme was then assessed for silver recovery and for the production of bioactive hydrolysates from protein-rich animal substrates. Among 19 substrates (10 g/L), highest protease yields were obtained after 5 days of cultivation with canola meal (1,976.8 U/mL), which was 132% higher than peptone (849.2 U/mL, day 4). By increasing canola meal concentration to 30 g/L, enzyme production was further increased by 49% higher (2,950.4 U/mL, day 4). Addition of selected organic co-substrates (5 g/L) had no beneficial effect on protease yields. The crude protease and its dilutions (4:1, 1:1, 1:4) effectively removed the gelatin-silver layer of waste X-ray films (4-8 min; 55 °C), and biocatalyst might be used for at least five successive removal cycles. In addition, the crude enzyme hydrolyzed milled feathers, hydrolyzed feather meal, blood meal, meat and bone meal, and viscera meal (VM), and the hydrolysates displayed increased radical-scavenging, Fe2+-chelating and reducing power abilities. Experiments of VM hydrolysis, performed at different times (0-360 min) and enzyme-to-substrate ratios (E/S; 7,250 and 3,480 U/g substrate), indicated that the release of soluble proteins and the antioxidant activities were increased over time, initially at faster rates and then tending to stabilize at longer periods. Maximal antioxidant activities were reached earlier (240 min) during hydrolysis with the higher E/S. In summary, low-cost biomasses, abundantly available from the Brazilian agroindustry, were promising substrates to obtain a bacterial protease, which might be employed for the safe and cost-effective recovery of silver from X-ray films, and for the valorization of rendered animal protein meals. Particularly, the production of antioxidant hydrolysates might expand the applicability of such meals, with potential uses in feed and food technology. |
Keywords: | Subprodutos agroindustriais Enzimas Tecnologia de alimentos Atividade antioxidante |
Language: | por |
Country: | Brasil |
Publisher: | Universidade Federal da Fronteira Sul |
Acronym of the institution: | UFFS |
College, Institute or Department: | Campus Cerro Largo |
Name of Program of Postgraduate studies: | Programa de Pós-Graduação em Ambiente e Tecnologias Sustentáveis |
Type of Access: | Acesso Aberto |
URI: | https://rd.uffs.edu.br/handle/prefix/8901 |
Issue Date: | 2025 |
metadata.dc.level: | Mestrado |
Appears in Collections: | Programa de Pós-Graduação em Ambiente e Tecnologias Sustentáveis |
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