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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/37434
Título: | Custos de produção heteróloga da enzima catalase de Serratia marcescens em escala de bancada |
Título(s) alternativo(s): | Costs of heterologous production of the catalase enzyme from Serratia marcescens on bench scale |
Autor(es): | Campos, Maria Angelica Pagane de |
Orientador(es): | Bittencourt, Juliana Vitoria Messias |
Palavras-chave: | Enzimas Análise econômico-financeira Controle de custo Odontologia Serratia marcescens Catalase Enzymes Ratio analysis Cost control Dentistry |
Data do documento: | 8-Nov-2023 |
Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
Câmpus: | Ponta Grossa |
Citação: | CAMPOS, Maria Angelica Pagane de. Custos de produção heteróloga da enzima catalase de Serratia marcescens em escala de bancada. 2023. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, 2023. |
Resumo: | As enzimas desempenham um papel primordial em reações metabólicas e bioquímicas, sendo derivadas de fontes vegetais, animais e microbianas. Especificamente, as enzimas microbianas destacam-se em setores industriais vitais, como têxtil, alimentício e farmacêutico, antevendo um crescimento significativo no mercado global de enzimas, com uma projeção de receita em 10,5 bilhões de dólares até 2028. A catalase é uma enzima antioxidante, cuja aplicabilidade industrial abrange processos de branqueamento e esterilização, com potencial ainda não totalmente explorado na odontologia para mitigar os efeitos adversos do peróxido de hidrogênio. Avaliar os custos de produção, sobretudo os ligados à catalase, torna-se imprescindível para empreendimentos biotecnológicos, fornecendo insights econômicos cruciais para decisões estratégicas. Apesar da relevância desse aspecto, estudos detalhados sobre os custos associados à produção da catalase ainda são escassos. Esse estudo delineou e analisou os custos envolvidos na produção da catalase, proveniente de Serratia marcescens, por meio de métodos recombinantes e em escala de bancada. A análise revelou que a maioria dos dispêndios concentra-se em despesas fixas, tais como aquisição da linhagem bacteriana, a construção do plasmídeo e a coluna cromatográfica. Em contraste, os custos variáveis estão intimamente relacionados a reagentes e suprimentos plásticos. No âmbito energético, a tarifa de 0,5782 R$ por kWh resultou em um custo total estimado de R$ 513,77, considerando um consumo total de 888,58 kWh. Desse modo, obteve-se um custo total estimado para a expressão e purificação de R$ 4.760,43 e R$ 9.530,96, respectivamente. O custo total da produção da catalase em escala de bancada foi de R$ 14.291,39, podendo ser amortizado a longo prazo, visto que 96,0% são despesas reutilizáveis, enquanto 4,0% são consumíveis, incluindo energia elétrica. O estudo também destacou desafios específicos encontrados durante o procedimento, como o impacto do volume inadequado do meio no frasco Erlenmeyer e a qualidade das células transformadas, que influenciaram significativamente o tempo necessário para atingir a DO600nm. Este estudo sublinha a complexa interação entre desafios técnicos e custos na produção de enzimas comerciais. Como sugestão para futuras pesquisas, propõe-se uma análise técnico-econômica mais ampla, incluindo uma análise de mercado para produtos odontológicos, a fim de avaliar de forma abrangente a viabilidade da produção da catalase nesse cenário específico. Este enfoque multidisciplinar é vital para desenvolver estratégias eficientes e sustentáveis na produção de enzimas para aplicações comerciais. |
Abstract: | Enzymes play a fundamental role in metabolic and biochemical reactions, being derived from plant, animal and microbial sources. Specifically, microbial enzymes stand out in vital industrial sectors such as textiles, food and pharmaceuticals, anticipating significant growth in the global enzyme market, with a revenue projection of $10.5 billion by 2028. Catalase is an antioxidant enzyme, whose industrial applicability covers bleaching and sterilisation processes, with its potential, not yet fully explored in dentistry, to mitigate the adverse effects of hydrogen peroxide. Evaluating production costs, especially those related to catalase, becomes essential for biotechnological enterprises, providing crucial economic insights for strategic decisions. Despite the relevance of this aspect, detailed studies on the costs associated with catalase production are still scarce. This study outlined and analysed the costs involved in the production of catalase, from Serratia marcescens, through recombinant methods and bench scale. The analysis revealed that most of the expenditures are concentrated in fixed expenses, such as acquisition of the bacterial lineage, construction of the plasmid and the chromatographic column. In contrast, variable costs are closely related to reagents and plastic supplies. In the energy field, the tariff of R$ 0.5782 per kWh resulted in an estimated total cost of R$ 513.77, considering a total consumption of 888.58 kWh. Thus, we obtained an estimated total cost for expression and purification of R$ 4,760.43 and R$ 9,530.96, respectively. The total cost of production of catalase in bench scale was R$ 14,291.39 and can be amortised in the long term, since 96.0% are reusable expenses, while 4.0% are consumables, including electricity. The study also highlighted specific challenges encountered during the procedure, such as the impact of inadequate media volume on the Erlenmeyer flask and the quality of the transformed cells, which significantly influenced the time required to reach OD600nm. This study highlights the complex interaction between technical challenges and costs in the production of commercial enzymes. As a suggestion for future research, a broader technical-economic analysis is proposed, including a market analysis for dental products, in order to comprehensively assess the viability of catalase production in this specific scenario. This multidisciplinary approach is vital to develop efficient and sustainable strategies in the production of enzymes for commercial applications. |
URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/37434 |
Aparece nas coleções: | PG - Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia |
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