Otimização das condições de cultivo para a produção de amilases pelo termofílico Bacillus sp. e hidrólise de amidos pela ação da enzima

A otimização das condições de cultivo para a produção de α-amilase por um termofílico Bacillus sp. cepa SMIA-2 foi realizada. Além disso, a hidrólise enzimática do amido, proveniente de várias fontes tais como batata, mandioca e milho, foi também investigada. A produção de α-amilase por Bacillus sp. SMIA-2, cultivado em meio líquido contendo amido (5 g.L-1) como fonte de carbono e suplementado com 0,5 g.L-1 de proteínas do soro de leite e 2 g.L-1 de peptona, alcançou o máximo em 32 horas com níveis de 37 U.mL-1. O microrganismo foi capaz de utilizar diversas fontes de carbono, porém a atividade da amilase variou com cada fonte. O amido foi a melhor fonte de carbono para a secreção da amilase, enquanto a sacarose, lactose, maltose, galactose e glicose não foram muito efetivas. Uma redução na concentração de amido de até 2,5 g.L-1 no meio de cultura melhorou o crescimento do organismo e a atividade enzimática. Em altas concentrações de amido, a produção da enzima foi comparativamente menor. Em relação às fontes de nitrogênio orgânico e inorgânico, a peptona (2 g.L-1) foi considerada a melhor. Considerando a quantidade de proteínas do soro de leite no meio de cultivo, a concentração de 0,25 g.L-1 foi considerada a mais efetiva para a secreção da α-amilase pelo microrganismo. A produção máxima da atividade enzimática foi observada a 50 °C e pH 8,5. A enzima foi capaz de degradar todos os amidos testados. A hidrólise do amido de batata resultou num alto rendimento de açúcares redutores em comparação às outras fontes de amido. Amido solúvel e amido de mandioca ocuparam, respectivamente, a segunda e terceira posição em relação à liberação dos açúcares redutores, enquanto que a amilase estudada mostrou apenas uma ligeira afinidade pelo amido de milho. Com o aumento da temperatura da reação para 70 °C, a hidrólise dos substratos, com exceção do amido solúvel, resultou em maiores quantidades de açúcares redutores.

Purificação de amilases de malte de Zea mays

Neste trabalho realizou-se a purificação das enzimas α e β-amilases de malte de milho combinando os processos de adsorção em leito expandido com o fracionamento por etanol. Alimentaram-se 5 mL de uma solução a 2% de malte de milho em tampão fosfato 0,05 M a pH 5 em uma coluna contendo as resinas de troca iônica Amberlite IRA 410, em leito fixo de 4 cm fluidizado para 8 cm. A eluição foi promovida com NaCl 0,25M com 14 mL/minuto de vazão descendente e o material eluído foi fracionado com álcool etílico nas concentrações de 40-70%, 50-80% e 60-90% (v/v) a 20 e 30 ºC. A recuperação da atividade e o fator de purificação foram de 95% e 23 vezes, respectivamente, na primeira etapa. A melhor condição de fracionamento das enzimas foi apresentada a 50-80% de álcool e 20 ºC, e o fator de purificação ficou acima de 100 vezes.

Influência do pH e temperatura sobre a atividade amilolítica de rizóbios isolados de solos da Amazônia

Poucas são as informações referentes ao perfil enzimático de bactérias rizobiais. Em meio de cultura solidificado, foi conduzido um experimento em fatorial 7 x 3 x 3 para avaliar o efeito do pH (5,0; 6,5 e 8,0) e da temperatura (25, 35 e 42 ºC) sobre a atividade amilolítica de sete isolados de rizóbio. As maiores atividades amilolíticas foram observadas em ambientes ácidos, com algumas bactérias também produzindo níveis significativos em pH 8,0. Entre as interações significativas (P<0,01), os isolados INPA R-110 e R-822 apresentaram máximas atividades em pH 5,0 e 25 ºC, com o R-822 também sendo um bom produtor de amilase nas temperaturas de 35 e 42 ºC. Em termos gerais, os isolados INPA R-110 e R-822 foram os melhores produtores de amilases, com atividades enzimáticas maiores do que 2,0.

Produção de enzimas extracelulares por Crinipellis perniciosa

Isolados de Crinipellis perniciosa, obtidos a partir de cacaueiro (Theobromae cacao), cupuaçuzeiro (T. grandiflorum) e solanáceas silvestres foram testados quanto à capacidade de produzirem enzimas extracelulares que degradam celulose, amido, lipídios e lignina. A produção de todas as enzimas foi determinada em meios sólidos e representada por uma estimativa, baseada na intensidade de cor, ou pela avaliação do diâmetro dos halos formado nos meios. Foi detectada variabilidade entre os isolados na capacidade de produzir enzimas celulolíticas, amilases, lipases, polifenol-oxidases, peroxidases e esterases. Quanto às enzimas proteolíticas, todos os isolados apresentaram alto nível de atividade, não sendo observada diferença no comportamento entre eles. Por outro lado, nenhum dos isolados produziu pectinase, urease e fosfatase-ácida. Os papéis das enzimas líticas produzidas pelos isolados de C. perniciosa na patogênese e na produção de basidiomas são discutidos

Atividades amilolítica e pectinolítica de Alternaria solani e a relação com a agressividade em tomateiro

As atividades amilolítica e pectinolítica de 45 isolados de Alternaria solani, provenientes de diferentes hospedeiros, foram estimadas por meio da difusão enzimática em meio sólido específico e mensuração do halo de degradação do substrato. Todos os isolados degradaram pectina. Apenas 17 isolados apresentaram atividade amilolítica, sendo nove isolados provenientes de batateira. Somente o isolado AS18 se destacou como bom produtor de ambas as enzimas. Uma vez que a atividade pectinolítica foi mais evidente, avaliou-se a influência de pectinases na agressividade de A. solani ao tomateiro. Para isso, cinco isolados (2 de berinjela, 2 de tomateiro e 1 de batateira) contrastantes quanto à produção de pectinases foram selecionados para testes em folíolos destacados e plantas inteiras. Quatro isolados foram utilizados no teste em folíolos destacados (AS6, AS7, AS12 e AS26), e constatou-se haver variabilidade patogênica. A correlação obtida entre o tamanho das lesões e a atividade pectinolítica foi de r = 0,963 (P = 0,087). Cinco isolados (AS6, AS7, AS12, AS25 e AS26) foram inoculados em plantas inteiras de tomate. Os isolados não diferiram quanto ao número de lesões/cm² de área foliar, porém variaram em agressividade. Houve correlação (r = 0,916; P = 0,042) entre a atividade de pectinases e o índice de doença, sugerindo possível papel para as enzimas pécticas durante a infecção de A. solani em tomateiro. É provável que as diferenças no perfil enzimático dos isolados estejam associadas ao hospedeiro original de onde os mesmos foram obtidos. Os resultados reforçaram evidências de especificidade por hospedeiro em populações de A. solani.

Avaliação da concentração de pectinase no processo de hidrólise-sacarificação do farelo de mandioca para obtenção de etanol

Neste trabalho objetivou-se avaliar a concentração de pectinase (Pectinex Ultra SP-L) no processo de hidrólise-sacarificação do farelo de mandioca para produção de etanol. Foram avaliadas quatro concentrações da enzima pectinase com enzima complemetar as amilases e o tratamento com apenas as amilases. Realizou-se a caracterização do hidrolisado e resíduo fibroso resultantes do processo, e os resultados obtidos demonstraram que a concentração mínima de pectinase para um bom rendimento do processo foi 8Kg enzima/t fibras, com. 89,4% do amido hidrolisado. Quanto ao resíduo fibroso, este apresenta potencialidade de aproveitamento com base para produtos dietéticos ricos em fibras.

Enzimas amilolíticas de mandioquinha-salsa (Arracacia xanthorrhiza Bancroft.)

O objetivo do presente trabalho foi de caracterizar as enzimas amilolíticas de mandioquinha-salsa (Arracacia xanthorrhiza Bancroft.). Foram realizados ensaios mediante a determinação da atividade enzimática, variando-se as condições do meio, tais como temperatura, pH e concentração de cátions. Em gel de eletroforese foram detectadas três bandas protéicas com intensa atividade hidrolítica. As enzimas apresentaram pH ótimo de atividade em torno de 6,0 e mostraram-se mais sensíveis a valores de pH alcalino quando pré-incubadas a 50oC. A temperatura ótima de ativação enzimática foi de 50oC, enquanto aos 70oC, a atividade amilásica foi reduzida em 80%. Em temperaturas altas temperaturas (60 e 70oC), a inativação enzimática ocorreu após 60 e 25min de incubação, respectivamente. Ensaios de estabilidade térmica mostraram que as amilases mantiveram alta atividade após 25h mediante a incubação a 20 e 30oC. Os valores de Km, Vmax e energia de ativação foram de 0,41mg/mL, 1,11mg/mL/min e 7,53kcal/mol, respectivamente. Constatou-se que a presença de Ca+2 ou Mg+2 provoca aumento na atividade amilásica, enquanto íons de Cu+2 causam uma diminuição. Apesar da discreta atividade amilásica apresentada, as enzimas demonstraram ter alta resistência e estabilidade térmicas.

Influência do ácido giberélico na degradação do amido durante o amadurecimento da banana

O ácido giberélico (GA3) tem sido estudado com particular interesse na pós-colheita, pois melhora a qualidade e retarda a senescência dos frutos através de um complexo mecanismo de sinalização, interligado à atividade de enzimas responsáveis pelo processo do amadurecimento. Este hormônio vegetal, quando aplicado exogenamente, desempenha um papel importante no atraso da atividade de enzimas de parede celular, na síntese de carotenóides, degradação da clorofila e, em mangas, o GA3 diminuiu a atividade de amilases e peroxidases. A banana, fruto climatérico, tem como principal fonte de energia o amido. Este polissacarídeo é reduzido durante o climatério de teores que variam de 12 a 20%, dependendo da cultivar de banana, a menos de 1%, e o teor de sacarose pode aumentar até 12 vezes quando a fruta está amadurecida. No metabolismo de hidrólise do amido, as amilases parecem desempenhar um papel fundamental no início desta degradação, pois acredita-se que só endoamilases são capazes de atacar grânulos inteiros, fornecendo substrato para atuação de outras enzimas até a formação de açúcares. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da infiltração de giberelina A3 em fatias de banana no amadurecimento e degradação do amido. Observou-se que o fitohormônio não interferiu no climatério respiratório, porém atrasou a degradação do amido e o acúmulo de açúcares solúveis em pelo menos dois dias e o pico de atividade amilásica também foi atrasado.

Otimização da secagem do malte de Zea mays

Neste trabalho foi feita a otimização do processo de secagem do malte de milho (Zea mays) com o objetivo de gerar um derivado de alto valor comercial sem reduzir a atividade das enzimas presentes neste, alfa e beta - amilases, e tentar agregar valor à cultura do milho. Modelos de curvas de secagem foram usados para simular as isotermas de secagem. Um planejamento fatorial completo do tipo 2² foi feito, usando como fatores o tempo (5,18; 6; 8; 10 e 10,8 h) em torno do tempo de secagem para determinação de umidade em alimento e a temperatura (54, 65 e 76 °C) próxima do ótimo das enzimas e a atividade enzimática no malte como resposta. O modelo que mais se ajustou aos dados de cinética de secagem foi o de Henderson e Henderson, e a umidade média retirada do malte foi maior que 40%. A otimização da secagem indicou que se deve operar o secador na região que se aproxima dos 54 °C e da faixa de 5,18 a 6 h de processo. O malte obtido possuiu um bom potencial enzimático, sendo possível assim, contribuir para a agregação de valor à cultura do milho.

Produção de amilase por rizóbios, usando farinha de pupunha como substrato

As amilases estão entre as mais importantes enzimas industriais e são de grande interesse na biotecnologia atual. Embora elas possam ser derivadas de diversas fontes, as de origem microbiana são geralmente as mais procuradas pelas indústrias. As espécies do gênero Bacillus são consideradas as principais fontes de amilases. Apesar disso, a busca por novas fontes microbianas vem crescendo em todo o mundo. O presente estudo objetivou avaliar a produção de amilase por rizóbios nativos, usando farinha de pupunha como substrato. Neste estudo, foi adotado o delineamento experimental inteiramente casualizado, com três repetições. Foram determinados ainda os coeficientes de correlação de Pearson entre as variáveis pH do meio, proteína extracelular, biomassa celular, diâmetro médio da colônia (DMC), diâmetro médio do halo (DMH), índice enzimático (IE) e atividade amilolítica das bactérias selecionadas. Dos 19 isolados com atividade amilolítica em meio YMA modificado, sete (36,8%) exibiram "IE" > 2,1, o que permite considerá-los bons produtores de amilase. Os "IE" apresentados pelos isolados INPA R-987, 950 e 915B foram significativamente inferiores (p < 0,01) aos mostrados pelas bactérias INPA R-926, 975 e 957. A atividade amilolítica variou significativamente (p < 0,01) entre as bactérias investigadas. Os isolados INPA R-975 e R-926 apresentaram, respectivamente, a maior (1,00 U.min-1.mL-1) e a menor (0,31 U.min-1.mL-1) média de atividade. Em termos gerais, a proteína extracelular correlacionou-se positivamente com "IE" (r = 0,52*; p < 0,05) e "DMH" (r = 0,55*; p < 0,05). A biomassa celular apresentou correlações positivas com atividade amilolítica (r = 0,55*; p < 0,05) e "DMH" (r = 0,54*; p < 0,05) e negativa com o pH final do meio de cultivo (r = 0,93**; p < 0,01).

Imobilização de enzimas de milho maltado em gel

Este trabalho objetivou a otimização da imobilização das enzimas amilases extraídas do malte do milho, usando alginato de sódio. A concentração do malte no extrato, a porcentagem de alginato de sódio e o pH foram usados como fatores que influenciam na imobilização das enzimas. Os resultados mostraram que as melhores condições de imobilização foram obtidas quando se usou as soluções de malte de milho em duas faixas de concentrações, uma entre 3,75 a 5 g.L-1 e outra entre 15 a 16,25 g.L-1, em pH entre 4,83 a 6,6 e 4% (m/v) de alginato de sódio, condições nas quais se conseguiu imobilizar 100% das enzimas com baixa perda de atividade. Este trabalho mostrou como se obter amilases de malte de milho imobilizadas por oclusão em alginato de sódio e que podem ser usadas em processos industriais de hidrólise de amido.

Seleção de Basidiomycetes da Amazônia para produção de enzimas de interesse biotecnológico

Os fungos têm sido bastante usados como produtores de diferentes substâncias de interesse econômico, tais como: enzimas, antibióticos, vitaminas, aminoácidos e esteróides. Este estudo teve como objetivo detectar a produção de enzimas por linhagens de Basidiomycetes, oriundas de áreas de floresta da Amazônia. Para a produção de enzimas, os fungos foram cultivados em meio líquido adicionado de substrato indutor (0,5%), pH ajustado para cada enzima e incubados a 28 °C, sob agitação a 140 rpm, durante 96 ou 120 horas. A massa micelial foi separada for filtração e os filtrados foram inoculados em cup plates de 6 mm de diâmetro, perfurados na superfície de meios de cultura sólidos, adequados para a detecção das enzimas amilases, proteases, celulases, fenoloxidases e pectinases em placa de Petri. As placas foram incubadas à temperatura de 28 °C por 24 horas, e reveladas para observação dos halos indicativos da atividade enzimática. Foi verificada também a atividade da amilase e protease produzida pelos fungos, crescidos em meio líquido, com diferentes fontes nutricionais. Foi possível detectar a produção de celulases e proteases por todos os isolados, 40% produziram amilases, 50% produziram fenoloxidases e 10% produziram pectinases. Quanto à atividade da amilase, o substrato farelo de trigo foi o que proporcionou os maiores halos de degradação, destacando-se os fungos Daedalea sp. 4E6 e Daedalea sp. 1A, Stereaceae 22B e Pycnoporus sanguineus 12B. Considerando os substratos testados para produção de proteases, o substrato concentrado protéico de peixe se destacou como a melhor fonte protéica. Os fungos P. sanguineus 12B, Stereaceae 22B e Cantharellus guyanensis 4Bl foram os melhores produtores de protease.

Otimização da produção de álcool de mandioca

Este trabalho objetivou otimizar o processo de hidrólise do amido de mandioca com α-amilase de A. niger e obter o álcool deste xarope. Os ensaios foram realizados a pH 4,8; em que variaram-se a concentração do amido (entre 7-22 g.L-1) e a temperatura (entre 30-59,1 ºC). Durante a fermentação, usaram-se nos mostos 2,2 e 5% de amido de mandioca. Os resultados da hidrólise mostraram que o tempo ficou entre 20-200 minutos; a análise RSM mostrou que o rendimento diminuiu nas concentrações médias; e as condições ótimas foram encontradas entre 55-59,1 ºC e com a concentração entre 7,9-10 ou 20-22 g.L-1, em que se hidrolisou 80% do amido. A melhor condição de fermentação foi obtida para o mosto contendo 5% de amido. Sua composição final foi de 0,668 g.L-1 de ART, 0,572 g.L-1 e de AR, 3,71 ºGL. O rendimento alcoólico foi de 45%, demonstrando que este processo é uma alternativa eficiente à indústria sucroalcooleira.

Identificação do potencial amilolítico de linhagens mutantes do fungo filamentoso Aspergillus nidulans

As amilases estão entre as mais importantes enzimas industriais, apresentando grande importância biotecnológica, principalmente na indústria alimentícia. Com o avanço no conhecimento das enzimas, a utilização dos fungos como fonte de enzimas vem adquirindo um status de destaque nas mais variadas áreas industriais e comerciais. Diante disso, o presente estudo procurou identificar a presença de atividade amilolítica em quatro linhagens do fungo filamentoso Aspergillus nidulans, selvagem, PAT, biA1methG1 e CLB3, utilizando dois meios distintos de cultura, BDA e Meio Completo a 2% amido, variando os tratamentos com adição ou não de glicose. Foram determinados o diâmetro médio da colônia, o diâmetro médio do halo e o Índice Enzimático. Como resultados, todas as linhagens testadas foram capazes de degradar o amido quando na ausência de glicose, porém o tratamento que obteve estatisticamente melhor crescimento e maior degradação do amido foi o MC sem glicose a 2% amido e a linhagem que se demonstrou potencialmente degradadora de amido foi o mutante CLB3. Conclui-se, portanto, que Aspergillus nidulans pode ser considerado como um produtor de amilases.