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Imobilização de α-amilase em fibras de álcool polivinílico via electrospinning e sua atividade em diferentes substratos
dc.contributor.advisor | Dias, Alvaro Renato Guerra | |
dc.creator | Porto, Mariana Dias Antunes | |
dc.date.accessioned | 2019-04-17T18:26:42Z | |
dc.date.available | 2019-04-12 | |
dc.date.available | 2019-04-17T18:26:42Z | |
dc.date.issued | 2018-12-17 | |
dc.identifier.citation | PORTO, Mariana Dias Antunes. Imobilização de α-amilase em fibras de álcool polivinilico via electrospinning e sua atividade em diferentes substratos. 2018, 61p. Tese (Doutorado) – Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Alimentos, Faculdade de Agronomia Eliseu Maciel, Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, 2018. | pt_BR |
dc.identifier.uri | http://guaiaca.ufpel.edu.br/handle/prefix/4311 | |
dc.description.abstract | α-amylase is an enzyme widely used in the food industry, however, there are some factors that may affect its efficiency and stability and immobilization arises as an alternative. Electrospinning is emerging as a promising technology for the immobilization of enzymes where various polymers can be used. Polyvinyl alcohol (PVA) has good characteristics for use as a support in the immobilization of enzymes, since it has good fiber production capacity by electrospinning, it is biodegradable, biocompatible, among others. However, fibers made with PVA have low thermal stability. In order to increase its thermal stability, the use of a crosslinking agent, such as glutaraldehyde in the vapor phase, has been suggested. The aim of the study was to immobilize α-amylase in PVA fibers by electrospinning and apply it to substrates of corn starch, germinated wheat and ungerminated wheat. To that end, solutions of 8% (w / v) PVA were added α-amylase at concentrations of 1, 1.5 and 2% (w / v) and produced ultrafine fibers via electrospinning. The fibers were evaluated for morphology and size distribution, functional groups and chain, enzymatic activity, loading capacity and stability at different temperatures and pH's. In another step, glutaraldehyde cross-linking was carried out at 1, 2, 3 and 4 hours of exposure using the fibers with 1.5% α-amylase. After the crosslinking the fibers were evaluated for morphology, enzymatic activity and thermogravimetric analysis. The results showed that the incorporation of enzyme caused a slight change in the morphology of the fibers, presenting fibers more flattened and thicker with the increase of the enzyme concentration. The mean diameters ranged from 187 to 282 nm. FTIR spectra indicated that the enzyme was incorporated into the fibers. PVA exhibited high loading capacity for α-amylase at all concentrations tested, showing good support for immobilization of enzymes. Enzymatic immobilization improved α-amylase stability over a wide temperature range and pH. The germinated wheat starch presented higher value of enzymatic activity, at different temperatures and pH's, presenting a great potential for application in α-amylase hydrolysis. After the crosslinking, the fiber morphology presented a denser and more compact structure between the fibers, resulting from the chemical interaction of glutaraldehyde with PVA and α-amylase. A decrease in enzyme activity was also observed after different exposure times to glutaraldehyde vapor. The TGA analysis showed an increase in the initial decomposition temperature for the fibers, demonstrating a higher thermal stability of the crosslinked fibers. From the results obtained it is possible to conclude that the membranes of immobilized α-amylase PVA presented good characteristics for use in the hydrolysis of starch from different sources. | pt_BR |
dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES | pt_BR |
dc.language | por | pt_BR |
dc.publisher | Universidade Federal de Pelotas | pt_BR |
dc.rights | OpenAccess | pt_BR |
dc.subject | Imobilização enzimática | pt_BR |
dc.subject | Alfa-amilase | pt_BR |
dc.subject | Substratos de amido | pt_BR |
dc.title | Imobilização de α-amilase em fibras de álcool polivinílico via electrospinning e sua atividade em diferentes substratos | pt_BR |
dc.title.alternative | Immobilization of α-amylase in polyvinyl alcohol fibers via electrospinning and its activity on different substrates | pt_BR |
dc.type | doctoralThesis | pt_BR |
dc.contributor.authorID | pt_BR | |
dc.contributor.advisorID | pt_BR | |
dc.contributor.advisorLattes | http://lattes.cnpq.br/9370386307411916 | pt_BR |
dc.contributor.advisor-co1 | Zavareze, Elessandra da Rosa | |
dc.contributor.advisor-co1Lattes | http://lattes.cnpq.br/4195477425513111 | pt_BR |
dc.description.resumo | A α-amilase é uma enzima muito utilizada na indústria alimentícia, porém, existem alguns fatores que podem afetar a sua eficiência e estabilidade, assim a imobilização surge como uma alternativa. O electrospinning está emergindo como uma tecnologia promissora para a imobilização de enzimas onde diversos polímeros podem ser utilizados. O álcool polivinílico (PVA) possui boas características para utilização como suporte na imobilização de enzimas, pois possui boas propriedades para produção de fibras por electrospinning, é biodegradável, biocompatível, entre outros. No entanto, as fibras elaboradas com PVA apresentam baixa estabilidade térmica. Visando aumentar a sua estabilidade térmica, a utilização de um agente de reticulação, como o glutaraldeído em fase de vapor, tem sido sugerida. O objetivo do estudo foi imobilizar α-amilase em fibras de PVA via electrospinning e aplicá-la em substratos de amido de milho, trigo germinado e trigo não germinado. Para tanto, soluções de PVA 8 % (p/v) foram adicionadas de α-amilase nas concentrações de 1, 1,5 e 2 % (p/v) e produzidas fibras ultrafinas via electrospinning. As fibras foram avaliadas quanto a morfologia e distribuição de tamanho, grupos funcionais e cadeia, atividade enzimática, capacidade de carregamento e estabilidade a diferentes temperaturas e pH’s. Em outra etapa foi realizada a reticulação com glutaraldeído em fase de vapor, nos tempos de 1, 2, 3 e 4 horas de exposição, utilizando as fibras com 1,5 % de α-amilase. Após a reticulação as fibras foram avaliadas quanto a morfologia, atividade enzimática e análise termogravimétrica. Os resultados mostraram que a incorporação da enzima ocasionou uma leve mudança na morfologia das fibras, apresentando fibras mais achatadas e espessas com o aumento da concentração da enzima. Os diâmetros médios variaram de 187 a 282 nm. Os espectros de FTIR indicaram que a enzima foi incorporada nas fibras. O PVA exibiu alta capacidade de carregamento para α-amilase em todas as concentrações testadas, mostrando ser um bom suporte para imobilização de enzimas. A imobilização enzimática melhorou a estabilidade da α-amilase em uma ampla faixa de temperatura e pH. O amido de trigo germinado apresentou maior valor de atividade enzimática, nas diferentes temperaturas e pH’s, apresentando um grande potencial para aplicação na hidrólise com α-amilase. Após a reticulação, a morfologia das fibras apresentou uma estrutura mais densa e compacta entre as fibras, resultado da interação química do glutaraldeído com o PVA e a α-amilase. Observou-se também uma diminuição da atividade enzimática após os diferentes tempos de exposição ao vapor de glutaraldeído. A análise de TGA apresentou um aumento da temperatura de decomposição inicial para as fibras, demonstrando uma maior estabilidade térmica das fibras reticuladas. A partir dos resultados obtidos é possível concluir que as membranas de PVA com α-amilase imobilizada 7 apresentaram boas características para utilização na hidrólise do amido de diferentes fontes. | pt_BR |
dc.publisher.department | Faculdade de Agronomia Eliseu Maciel | pt_BR |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Alimentos | pt_BR |
dc.publisher.initials | UFPel | pt_BR |
dc.subject.cnpq | CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::CIENCIA E TECNOLOGIA DE ALIMENTOS | pt_BR |
dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
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