Produção de enzimas quitosanolíticas utilizando Paenibacillus ehimensis e Paenibacillus chitinolyticus para obtenção de quitoologossacarídeos

The acquisition of oligosaccharides from chitosan has been the subject of several studies in the pharmaceutical, biochemical, food and medical due to functional properties of these compounds. This study aimed to boost its production of chitooligosaccharides (COS) through the optimization of production and characterization of chitosanolytic enzymes secreted by microorganisms Paenibacillus chitinolyticus and Paenibacillus ehimensis, and evaluating the antioxidant potential of the products obtained. In the process of optimizing the production of chitosanase were employed strategies Fractional Factorial Experimental Design and Central Composite Rotatable Design. The results identified the chitosan, peptone and yeast extract as the components that influenced the production of chitosanase by these microorganisms. With the optimization of the culture media was possible to obtain an increase of approximately 8.1 times (from 0.043 to 0.35 U.mL U.mL-1) and 7.6 times (from 0.08 U.mL-1 to 0.61 U.mL-1) in the enzymatic activity of chitosanase produced by P. chitinolyticus and P. ehimensis respectively. Enzyme complexes showed high stability in temperature ranges between 30º and 55º C and pH between 5.0 and 9.0. Has seen the share of organic solvents, divalent ions and other chemical agents on the activity of these enzymes, demonstrating high stability of these crude complexes and dependence of Mn2+. The COS generated showed the ability of DPPH radical scavenging activity, reaching a maximum rate of scavenging of 61% and 39% when they were produced with enzymes of P. ehimensis and P. chitinolyticus respectively. The use of these enzymes in raw form might facilitate its use for industrial applications

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico

A obtenção de oligossacarídeos a partir da quitosana tem sido alvo de diversas pesquisas na área farmacêutica, bioquímica, alimentar e médica, devido às propriedades funcionais destes compostos. Este trabalho teve o objetivo de potencializar a produção de quitooligossacarídeos (QOS), através da otimização da produção e caracterização de enzimas quitosanolíticas secretadas pelos microrganismos Paenibacillus chitinolyticus e Paenibacillus ehimensis, e avaliação do potencial antioxidante dos produtos obtidos. No processo de otimização da produção de quitosanases foram empregadas as estratégias de Planejamento Experimental Fatorial Fracionado e Delineamento Central Composto Rotacional. Os resultados encontrados identificaram a quitosana, a peptona e o extrato de levedura como os componentes que mais influenciaram na produção de quitosanases por estes microrganismos. Com a otimização dos meios de cultivo foi possível obter um aumento de aproximadamente 8,1 vezes (de 0,043U.mL-1 para 0,35U.mL-1) e de 7,6 vezes (de 0,08U.mL-1 para 0,61U.mL-1) na atividade enzimática de quitosanases produzidas pelos P. chitinolyticus e P. ehimensis, respectivamente. Os complexos enzimáticos mostraram alta estabilidade nas faixas de temperatura entre 30ºC e 55ºC, e de pH entre 5,0 e 9,0. Foi vista a ação de solventes orgânicos, íons bivalentes e outros agentes químicos sobre a atividade destas enzimas, demonstrando alta estabilidade destes complexos brutos e dependência de Mn2+. Os QOS gerados mostraram habilidade de seqüestro do radical DPPH, atingindo uma taxa máxima de seqüestro de 61% e 39% quando estes foram produzidos com enzimas do P. ehimensis e P. chitinolyticus, respectivamente. A utilização dessas enzimas na forma bruta poderá facilitar seu uso para aplicações industriais