Enzimas - Escola de Química / UFRJ
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Enzimas _________________________________________________________________________________ EQB353 – Microbiologia Industrial Escola de Química / UFRJ Enzimas de relevância industrial O rige m Aplicação cervejaria, licores, panificação panificação, confeitaria edulcorantes, têxtil, cervejaria, confeitaria edulcorantes, cervejaria vitivin ícola, frutícola farm acêutica, alim entícia, têxtil laticín ios α galactosidase invertase cereais germ inados fungo filam entoso bactéria fungo filam entoso fungo filam entoso fungo filam entoso fungo filam entoso e bactéria fungo filam entoso levedura P ROT EAS ES papa ína brom elina pepsina renina protease fúngica protease alcalina vegetal vegetal anim al anim al, fungo fungo filam etoso bactéria cervejaria, carnes, farm acêutica farm acêutica farm acêutica, panificação queijaria panificação detergentes, pesqueira O UTRAS H IDROL AS ES penicilina acilase am inoacilase lipase pancreatina bactéria batéria bactéria, fungo anim al farm acêutica alim entos fortificados laticín ios, panificação, farm acêutica farm acêutica, curtum es O XIDOR EDUT AS ES glicose oxidase catalase fungo filam entoso bactéria alim entos preservados, bebidas latínicios ISOMERAS ES glicose isom erase bactéria edulcorantes C ARBO HIDR OL AS ES α , β am ilase α am ilase α am ilase glucoam ilase pectinase celulase lactase açúcar edulcorantes, confeitaria _________________________________________________________________________________ EQB353 – Microbiologia Industrial Escola de Química / UFRJ Aplicações terapêuticas convencionais Enzima pancreatina pepsina amilase papaína celulase lipase tripsina α-quimotripsina bromelina peptidase dextranase estreptoquinase uroquinase colagenase lisozima Origem pâncreas suíno mucosa estomacal de porcos Aspergillus sp. mamão (papaia) Aspergillus sp. pâncreas suíno pâncreas bovino abacaxi (ananás) Serratia sp. Penicillium funiculosum Streptococcus sp. Clostridium hystolyticum clara de ovo Função auxiliar digestivo auxiliar digestivo auxiliar digestivo auxiliar digestivo auxiliar digestivo auxiliar digestivo anti-inflamatório anti-bronquite anti-inflamatório anti-inflamatório tratamento cáries dentárias agente trombolítico agente trombolítico tratmento de queimaduras cutâneas oftalmologia, potenciador de antibióticos _________________________________________________________________________________ EQB353 – Microbiologia Industrial Escola de Química / UFRJ Aplicações de enzimas na forma extra-corpórea Enzima α -galactosidase arginase bilirrubina oxidase heparinase enzimas microsomales φ alanina amônio liase UDP glucuronil transferase Enfermidade mal de fabry hiperargininemia interícia remoção de heparina falha hepática fenilcetonúria falha hepática Tipo de reator enzimático empacotado com sepharose fibra oca empacotado com sepharose empacotado com sepharose empacotado com agarose fibra oca empacotado com agarose _________________________________________________________________________________ EQB353 – Microbiologia Industrial Escola de Química / UFRJ Aplicações de enzimas na forma intra-corpórea Enzima α-glicosidase arginase asparaginase α-glucoronidase catalase fibrinolisina protease bacteriana φ -alanina amônio liase uricase uroquinase Enfermidade glucogenose hiperargininemia câncer mucopolissacaridose acatalasemia trombose cistite fenilcetonúria gota trombose Suporte albumina polietilenoglicol poliacrilamida, liposomas eritrócitos vazios colódio sephadex aminoetilcelulose polietilenoglicol polietilenoglicol agarose _________________________________________________________________________________ EQB353 – Microbiologia Industrial Escola de Química / UFRJ Classificação: • Quanto à sua origem: Endocelulares Exocelulares. • Quanto ao seu modo de ação: Endoenzimas Exoenzimas • Quanto ao seu uso Enzima como produto (lactase, colagenase, proteases): Matéria prima Enzima Enzima catalisando a reação principal (amilase, glicose-isomerase, invertase): Matéria prima Enzima Produto Enzima catalisando reações secundárias do processo produtivo (proteases): Matéria prima Enzima Produto Enzima Enzima _________________________________________________________________________________ EQB353 – Microbiologia Industrial Escola de Química / UFRJ _________________________________________________________________________________ EQB353 – Microbiologia Industrial Escola de Química / UFRJ Constituintes de Meios de Produção Industrial de Enzimas Carboidratos farinha de soja (Fonte de Carbono e Energia) batata farelo de trigo farelo de arroz melaço Nitrogênio Orgânico farinha de peixe gelatina caseína farinha de soja peptonas resíduos soluvéis Fatores de Crescimento extrato de lêvedo Elementos Traços resíduos de milho farelos de cereais óleos vegetais óleos de sementes _________________________________________________________________________________ EQB353 – Microbiologia Industrial Escola de Química / UFRJ Condições Ótimas de Produção Concentração inicial de amido: 40 g/l Concentração inicial de esporos: 2 x 107 /ml pH - 5.8 Temperatura - 30oC Condições Ótimas de Ação Concentração Proteica: 1.3 mg/l Tempo de reação: 15 min. pH - 7 a 7.5 Temperatura - 55oC _________________________________________________________________________________ EQB353 – Microbiologia Industrial Escola de Química / UFRJ _________________________________________________________________________________ EQB353 – Microbiologia Industrial Escola de Química / UFRJ Cinética de Produção - Exemplo _________________________________________________________________________________ EQB353 – Microbiologia Industrial Escola de Química / UFRJ Reatores para Sistemas Sólidos _________________________________________________________________________________ EQB353 – Microbiologia Industrial Escola de Química / UFRJ Custos associados à purificação da enzima _________________________________________________________________________________ EQB353 – Microbiologia Industrial Escola de Química / UFRJ Recuperação Separação das células: (métodos de separação sólido líquido) Rompimento celular Métodos Físicos: (esforços mecânicos) Métodos Químicos: centrifugação filtração congelamento/descongelamento moagem com abrasivos cisalhamento líquido tratamento com bases choque osmótico tratamento com detergentes tratamento com solventes orgânicos Métodos Enzimáticos: digestão da parede celular lisozima (bactérias) glucanase e proteas (leveduras) Concentração: ultrafiltração secagem à vácuo precipitação com sais, solventes, polímeros Purificação: cromatografia de adsorção troca iônica gel-filtração eletroforese _________________________________________________________________________________ EQB353 – Microbiologia Industrial Escola de Química / UFRJ