Produção e modificação da Levana de Bacillus subtilis natto para aplicação na área da saúde

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dc.contributor.advisorCelligoi, Maria Antonia Pedrine Colabone
dc.contributor.authorPereira, Beatriz Ticiani Vieira
dc.contributor.bancaOrsato, Alexandre
dc.contributor.bancaMelo, Marcelo Rodrigues de
dc.contributor.coadvisorRocha, Cristiani Baldo da
dc.coverage.extent96 p.
dc.coverage.spatialLondrina
dc.date.accessioned2026-06-24T12:12:23Z
dc.date.available2026-06-24T12:12:23Z
dc.date.issued2024-03-11
dc.description.abstractA levana, exopolissacarídeo de frutose sintetizado pelo Bacillus subtilis natto, é reconhecida por suas diversas propriedades e aplicações biotecnológicas. Apesar da levana apresentar várias bioatividades relacionadas à sua estrutura, modificações químicas, como a sulfatação podem potencializar ou agregar novas atividades biológicas a essa macromolécula. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi produzir, modificar por sulfatação e avaliar a atividade antiviral, anticoagulante e antioxidante da levana nativa e das amostras sulfatadas. Um planejamento fatorial Box-Benhken 3³ incompleto, com as variáveis tempo de fermentação (h) (X1), concentração de sacarose (g/L) (X2) e o pH inicial (X3) foi realizado para avaliação da biomassa, consumo de sacarose e da produção de levana. A levana produzida na melhor condição foi submetida a dois processos de sulfatação, com diferentes proporções do complexo trióxido enxofre-piridina. A levana nativa e as amostras sulfatadas foram testadas quanto a ação antiviral, contra o Herpes simplex vírus tipo 1 (HSV-1); anticoagulante, frente ao ensaio de tromboplastina parcial ativado (KPTT) e tempo de protrombina (TP) e e antioxidante pelo método de DPPH. Os resultados mostraram uma produção de levana de 26,86g/L em 24h, 200g/L de sacarose e pH 7,0. As variáveis concentração de sacarose e pH foram significativas, demonstrando que alta concentração de sacarose e o pH próximo do neutro favorecem a produção de levana. O grau de substituição (DS) foi de 1,36 e 1,37 para a levana sulfata 1 e a levana sulfatada 2, respectivamente. O processo de sulfatação melhorou a resistência térmica da levana, com o aumento da temperatura de carbonização de 578°C para 740°C, podendo ser útil para os processos industriais. A atividade antiviral da levana aumentou com a sulfatação exaustiva, diminuindo a concentração inibitória de 50% (IC50) em 57%. As amostras sulfatadas prolongaram o KPTT de acordo com a concentração, enquanto a levana nativa não apresentou a atividade anticoagulante. Além disso, atividade antioxidante aumentou em 52% com a sulfatação. Esses resultados demonstraram que o processo de sulfatação potencializou a ação antiviral, anticoagulante e antioxidante da levana e esses dados podem contribuir para a criação de novas metodologias terapêuticas para a área da saúde
dc.description.abstractother1Levan, exopolysaccharide of fructose synthesized by Bacillus subtilis natto, is recognized for its diverse properties and biotechnological applications. Despite presenting various bioactivities related to its structure, chemical modifications such as sulfation can potentiate or add new biological activities to this macromolecule. Thus, the aim of this study was to produce, modify by sulfation, and evaluate the antiviral, anticoagulant, and antioxidant activity of native levan and sulfated samples. An incomplete Box-Benhken 3³ factorial design, with the variables fermentation time (h) (X1), sucrose concentration (g/L) (X2), and initial pH (X3), was conducted to evaluate biomass, sucrose consumption, and levan production. Levan produced under the best condition was subjected to two sulfation processes with different proportions of the sulfur trioxide-pyridine complex. Native levan and sulfated samples were tested for antiviral activity against Herpes simplex virus type 1, anticoagulant activity using the activated partial thromboplastin time (KPTT) and prothrombin time (PT) assays, and antioxidant activity by the DPPH method. Results showed a levan production of 26.86g/L in 24h, with 400g/L of sucrose and pH 7.0. Sucrose concentration and pH were significant variables, indicating that increasing sucrose concentration and maintaining pH close to neutral favored levan production. The degree of sulfation (DS) was 1.36 and 1.37 for sulfated levan 1 and sulfated levan 2, respectively. The sulfation process improved the thermal resistance of levan, increasing the carbonization temperature from 578°C to 740°C, which could be beneficial for industrial processes. Antiviral activity of levan increased with exhaustive sulfation, reducing the IC50 by 57%. Sulfated samples prolonged concentration-dependent KPPT, while native levan showed no anticoagulant activity. Additionally, antioxidant activity increased by 52% with sulfation.These results demonstrate that the sulfation process enhanced the antiviral, anticoagulant, and antioxidant action of levan, providing insights for the development of new therapeutic methodologies in the healthcare field
dc.identifier.urihttps://repositorio.uel.br/handle/123456789/19327
dc.language.isopor
dc.relation.departamentCCE - Departamento de Bioquímica e Biotecnologia
dc.relation.institutionnameUniversidade Estadual de Londrina - UEL
dc.relation.ppgnamePrograma de Pós-Graduação em Biotecnologia
dc.subjectFrutana
dc.subjectSulfatação
dc.subjectAtividade anticoagulante
dc.subjectAtividade antiviral
dc.subjectAtividade antioxidante
dc.subjectNovo tratamento
dc.subjectLevana
dc.subjectModificação química
dc.subjectBiotecnologia
dc.subjectPolissacarídeos
dc.subjectFermentação
dc.subject.capesCiências Biológicas - Bioquímica
dc.subject.cnpqCiências Biológicas - Bioquímica
dc.subject.keywordsFructan
dc.subject.keywordsSulfation
dc.subject.keywordsAnticoagulant activity
dc.subject.keywordsAntiviral activity
dc.subject.keywordsAntioxidant activity
dc.subject.keywordsNew treatment
dc.subject.keywordsLevana
dc.subject.keywordsExopolysaccharides
dc.subject.keywordsChemical modification
dc.subject.keywordsBiotechnology
dc.subject.keywordsPolysaccharides
dc.subject.keywordsFermentation
dc.titleProdução e modificação da Levana de Bacillus subtilis natto para aplicação na área da saúde
dc.title.alternativeProduction and modification of Levan from Bacillus subtilis natto for application in health area
dc.typeDissertação
dcterms.educationLevelMestrado Acadêmico
dcterms.provenanceCentro de Ciências Exatas

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