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Título: Otimização da produção de microcápsulas de alginato de sódio e seu efeito sobre a atividade da β-galactosidase
Título(s) alternativo(s): Optimization of the production of sodium alginate microcapsules and its effect on beta galactosidase activity
Autor(es): Takihara, Anderson Massaro
Orientador(es): Ueno, Cláudio Takeo
Palavras-chave: Intolerância a lactose
Beta-galactosidase
Enzimas imobilizadas
Lactose intolerance
Beta-galactosidase
Immobilized enzymes
Data do documento: 20-Jun-2017
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Londrina
Referência: TAKIHARA, Anderson Massaro. Otimização da produção de microcápsulas de alginato de sódio e seu efeito sobre a atividade da β-galactosidase. 2017. 37 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Londrina, 2017.
Resumo: A incapacidade de hidrolisar a lactose presente no leite, denominada intolerância à lactose, afeta aproximadamente 75% da população mundial. Essa condição tem como causa a deficiência ou ausência de produção da enzima β-galactosidase que provoca severos sintomas que impossibilitam a completa digestão desse carboidrato. Assim, pesquisas buscam métodos alternativos para utilizar essa enzima, responsável pela hidrólise da lactose, a fim de contornar essa deficiência. Uma dessas técnicas é o microencapsulamento, que protege e permite a reuso da β-galactosidase, mas que, no entanto, ainda apresenta alguns entraves como a redução da atividade enzimática. Dessa forma, o presente estudo visa determinar os melhores parâmetros de microencapsulação da enzima β-galactosidase de origem microbiana Kluyveromyces lactis visando a hidrólise da lactose. Para o procedimento de encapsulamento da enzima, foram analisadas a influência do cálcio na atividade de β-galactosidase microencapsulada, a eficácia de retenção da enzima em esferas de alginato de sódio, as melhores condições para a hidrólise da lactose a partir de um delineamento estatístico de Box e Behnken, utilizando as variáveis independentes como a concentração de cloreto de cálcio, concentração de alginato de sódio e o tempo de maturação. Nas condições testadas, a constituição das microesferas foi mais eficiente empregando alginato de sódio 1,2 % (m/v), cloreto de cálcio 0,4 % (m/v) com tempo de maturação da esfera de 6 minutos. Elevadas concentrações de cálcio podem causar a perda de atividade catalítica da β-galactosidase, bem como pequenas concentrações podem ter efeito negativo na produção das microcápsulas. O tempo para hidrólise total da lactose foi determinado como ideal na faixa de 120 a 180 minutos. A β-galactosidase imobilizada teve uma boa retenção em esferas de alginato de sódio, porém a vida útil foi relativamente curta aproximadamente dois dias.
Abstract: The inability to hydrolyze lactose contained in the milk, called lactose intolerance, affects approximately 75% of the world's population. This condition is caused by the deficiency or absence of the β-galactosidase enzyme production, which causes severe symptoms that make it impossible to fully digest this carbohydrate. Thus, researches are aimed at alternative methods to use this enzyme, responsible for hydrolysis to lactose, in order to overcome this deficiency. One of these techniques is microencapsulation, which protects and allows the reuse of β-galactosidase, but which still presents some obstacles such as the reduction of enzymatic activity. Thus, the present study aims to determine the best microencapsulation parameters of the enzyme β-galactosidase from Kluyveromyces lactis, microbial origin, aiming at the hydrolysis of lactose. The method involves the immobilization of the enzyme, the influence of calcium on the activity of microencapsulated β-galactosidase, the efficacy of the enzyme retention in sodium alginate spheres and the evaluation of the best conditions for the hydrolysis of lactose from a statistical design of Box and Behnken. For the statistical design, some independent variables were used, such as calcium chloride concentration, sodium alginate concentration and maturation time. The data was analyzed with the aid of the available program "Statistica 6.0". Under the conditions tested, the formation of the microspheres was more efficient using 1.2% (m/v) sodium alginate, 0.4% (m/v) calcium chloride, with 6 minutes of sphere maturation time. High concentrations of calcium may cause loss of catalytic activity of β-galactosidase, as well as small concentrations may have a negative effect on the production of microcapsules. The time for total lactose hydrolysis was determined to be ideal in the 120 a 180 minute range. Immobilized β-galactosidase had a good retention on sodium alginate beads, however the shelf life was relatively short approximately two days.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/7825
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