Complexo xilanolítico de Penicillium sclerotiorum: produção, purificação e caracterização de xilanases e de ß-xilosidases

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Xilanases, ß-xilosidases de Penicillium janczewskii: purificação, caracterização e aplicação no branqueamento da polpa celulósica e para ração animal

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Produção de enzimas xilanolíticas por fungo filamentoso em diferentes fontes de carbono

O trabalho teve como objetivo principal identificar a produção de enzimas xilanolíticas de um fungo encontrado no solo amazônico a partir do seu crescimento em diferentes fontes de carbono e em dois tipos de meio de cultivo: meio semi sólido e meio líquido Vogel. No mei semi sólido o crescimento do fungo aconteceu durante 7 dias, já no meio líquido foi feito em quatro tempos diferentes: 24, 36, 48 e 52 horas. As fontes de carbono usadas para ambos os meios foram: Após o crescimento os meios foram filtrados e foram realizadas a dosagem de proteína pelo método de Lowry e a determinação da atividade específica. Os filtrados foram concentrados através de tratamento com caulin, diálise e precipitação com acetona. Com os filtrados selecionados pode-se determinar o pH e a temperatura ótimas para a xilanase através de curvas de pH e temperatura. O fungo estudado produz enzimas do complexo xilanolítico, sendo que os melhores resultados foram encontrados usando a xilana no meio líquido e o sabugo de milho no meio semi sólido. Para a enzima encontrada o pH de atividade ótima é no valor 5,0 e foram encontrados dois picos de temperaturas ótima, na faixa de 30ºC e 60ºC, o que pode indicar a presença de mais de uma enzima do complexo xilanolítico

Produção de xilanase e xilosidase por Aspergillus versicolor

Os fungos são microrganismos heterótrofos e desenvolvem-se bem sobre os mais variados substratos orgânicos. O fungo filamentoso Aspergillus versicolor foi utilizado nesse trabalho para a produção das enzimas xilanase e xilosidase. Essas enzimas são importante para algumas indústrias tais como: indústria de papel, sucos e cervejarias. Os esporos e conídios foram obtidos em meio sólido ágar-aveia e foram inóculados em meio líquido, nos quais as fontes de carbono foram xilana, pó sabugo de milho e pó bagaço de cana-de-açúcar. Houve uma maior produção de proteínas no meio intracelular (0,21 mg/mL) em relação ao meio extracelular (0,0171 mg/mL). A atividade da enzima xilanase foi maior no meio extracelular (0,177 U/mL) e em relação a enzima xilosidase foi maior no meio intracelular (0,034 U/mL). Foi possível mostrar através da cromatografia ascendente em sílica gel os produtos hidrolíticos formados. Também foi avaliado as diferenças nos perfis protéicos das amostras contendo as enzimas extracelulares e intracelulares. A boa atividade de xilosidade obtida do micélio traz perspectivas para estudos de imobilização multipontual em suportes sólidos objetivando a produção de xilose

Produção e caracterização de a-L-arabinofuranosidase de Penicillium janczewskii

A xilana, o segundo principal componente da parede celular vegetal, pertence ao grupo das hemiceluloses, sendo composta por diferentes carboidratos, principalmente xilose e arabinose. Na natureza, devido a sua heterogeneidade estrutural, este complexo polissacarídeo é completamente hidrolisado pela ação sinergística de diferentes enzimas, incluindo xilanases e β-xilosidases, responsáveis pela degradação da sua cadeia principal e outras enzimas chamadas auxiliares ou desramificantes, importantes para remoção dos grupos laterais. Dentre estas últimas, destacam-se as α-L-arabinofuranosidases, enzimas responsáveis pela remoção de resíduos L-arabinofuranosil do polímero. As arabinofuranosidases podem ser produzidas por micro-organismos, como bactérias e fungos, sendo essencialmente enzimas extracelulares. Fungos, especialmente os de solo e madeira, têm sido utilizados para produção de enzimas xilanolíticas, sendo particularmente interessantes do ponto de vista industrial, pelo fato de secretarem suas enzimas diretamente no meio em que se encontram não necessitando de ruptura celular para a liberação das mesmas. Além disso, apresentam níveis de produção mais elevados que os obtidos em culturas bacterianas ou de leveduras. A crescente preocupação com a escassez dos recursos naturais e com a degradação ambiental tem levado à busca por tecnologias mais eficientes, mais competitivas e menos poluentes. Atualmente, muitos processos industriais empregam enzimas microbianas, apresentando inúmeras vantagens em relação às técnicas convencionais. As α-L-arabinofuranosidases podem ser utilizadas individualmente ou em combinação com outras enzimas, representando uma ferramenta promissora para aplicação em diversos processos biotecnológicos como no branqueamento da polpa celulósica, na síntese de oligossacarídeos, na produção de etanol de segunda geração, ou ainda...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)

Produção e caracterização parcial da xilanase produzida por Aspergillus sp

As xilanases são enzimas que hidrolisam as ligações 1,4-β-xilosídicas da xilana e que possuem potencial biotecnológico em vários processos industriais, como na clarificação de sucos e vinhos, na fabricação de pães, na produção de biocombustíveis e no tratamento das polpas celulósicas. Além disso, os produtos de hidrólise da xilana, xilooligossacarídeos, podem ser utilizados como ingredientes prebióticos, ou seja, ingredientes nutricionais não digeríveis que estimulam seletivamente a proliferação e a atividade de bactérias benéficas do cólon. O uso de enzimas microbianas nas indústrias se dá devido às suas diversas vantagens sobre os métodos químicos e à facilidade de obtenção do microrganismo. Assim, os objetivos deste trabalho foram: produzir e caracterizar parcialmente a xilanase de Aspergillus sp isolado de pó de café utilizado, purificar parcialmente a enzima produzida e analisar os produtos de hidrólise da xilana. O Aspergillus sp mostrou-se bom produtor de xilanase quando o pó de sabugo de milho foi utilizado como fonte de carbono e a xilanase produzida apresentou melhor atividade específica quando o período de cultivo foi de 168 horas. Os processos de precipitação de proteínas e diálise promoveram o aumento da atividade específica do extrato. A xilanase de Aspergillus sp apresentou pH e temperatura de máxima atividade semelhantes aos de produzidas por Aspergillus niger isolados de outras fontes. A hidrólise da xilana produziu xilose e xilooligossacarídeos. Além da xilanase, o fungo revelou ser produtor de outras proteínas que podem ser estudadas em pesquisas futuras.

Produção e caracterização parcial da xilanase produzida por Aspergillus sp

As xilanases são enzimas que hidrolisam as ligações 1,4-β-xilosídicas da xilana e que possuem potencial biotecnológico em vários processos industriais, como na clarificação de sucos e vinhos, na fabricação de pães, na produção de biocombustíveis e no tratamento das polpas celulósicas. Além disso, os produtos de hidrólise da xilana, xilooligossacarídeos, podem ser utilizados como ingredientes prebióticos, ou seja, ingredientes nutricionais não digeríveis que estimulam seletivamente a proliferação e a atividade de bactérias benéficas do cólon. O uso de enzimas microbianas nas indústrias se dá devido às suas diversas vantagens sobre os métodos químicos e à facilidade de obtenção do microrganismo. Assim, os objetivos deste trabalho foram: produzir e caracterizar parcialmente a xilanase de Aspergillus sp isolado de pó de café utilizado, purificar parcialmente a enzima produzida e analisar os produtos de hidrólise da xilana. O Aspergillus sp mostrou-se bom produtor de xilanase quando o pó de sabugo de milho foi utilizado como fonte de carbono e a xilanase produzida apresentou melhor atividade específica quando o período de cultivo foi de 168 horas. Os processos de precipitação de proteínas e diálise promoveram o aumento da atividade específica do extrato. A xilanase de Aspergillus sp apresentou pH e temperatura de máxima atividade semelhantes aos de produzidas por Aspergillus niger isolados de outras fontes. A hidrólise da xilana produziu xilose e xilooligossacarídeos. Além da xilanase, o fungo revelou ser produtor de outras proteínas que podem ser estudadas em pesquisas futuras.

Enzymatic upgrading of eucalypt paper-grade kraft pulp within dissolving pulp production

Dissolving-grade pulps are commonly used for the production of cellulose derivatives and regenerated cellulose. High cellulose content, low content of non-cellulosic material, high brightness, a uniform molecular weight distribution and high cellulose reactivity are the key features that determine the quality of a dissolving pulp. The first part of this work was an optimization study regarding the application of selected enzymes in different stages of a new purification process recently developed in Novozymes for purifying an eucalypt Kraft pulp into dissolving pulp, as an alternative to the pre-hydrolysis kraft (PHK) process. In addition, a viscosity reduction was achieved by cellulase (endoglucanase) treatment in the beginning of the sequence, while the GH11 and GH10 xylanases contributed to boost the brightness of the final pulp. The second part of the work aimed at exploring different auxiliary enzyme activities together with a key xylanase towards further removal of recalcitrant hemicelluloses from a partially bleached Eucalypt Kraft pulp. The resistant fraction (ca. 6% xylan in pulp) was not hydrolysable by the different combinations of enzymes tested. Production of a dissolving pulp was successful when using a cold caustic extraction (CCE) stage in the end of the sequence O-X-DHCE-X-HCE-D-CCE. The application of enzymes improved process efficiency. The main requirements for the production of a dissolving pulp (suitable for viscose making) were fulfilled: 2,7% residual xylan, 92,4% of brightness, a viscosity within the values of a commercial dissolving pulp and increased reactivity.

Isolamento, seleção e cultivo de leveduras com potencia biotecnológico para a produção de endo-xilaneses

Xilanases são enzimas que catalisam a hidrólise das xilanas e têm sido em grande parte, obtidas a partir de bolores e bactérias. No entanto poucos estudos têm sido relatados sobre a produção destas enzimas por leveduras. O presente trabalho teve como objetivo isolar leveduras de diferentes fontes vegetais visando à produção de xilanases, além de maximizar sua produção, estudar o uso de diferentes fontes de nitrogênio e cultivar as leveduras em meios contendo coprodutos agroindustriais. As amostras de alimentos e resíduos foram enriquecidas em caldo extrato de malte e levedura e isoladas em Ágar Nutriente Wallerstein, as leveduras isoladas foram, a seguir, avaliadas quanto à capacidade de degradar xilana presente no meio e produzir halos de hidrólise, os quais foram visualizados através do uso do corante vermelho congo. Os micro-organismos selecionados como potenciais produtores de xilanase foram crescidos em meio complexo líquido e as atividades enzimáticas de endoxilanase, β-xilosidase, carboximetilcelulase, celulase total, pH e concentração de biomassa foram avaliadas ao longo de 96 h de cultivo. Dentre as leveduras isoladas, sete foram selecionadas, e a 18Y foi a que apresentou a maior atividade de endo- xilanase (2,7 U.mL-1 ), sendo esta isolada de chicória e identificada como Cryptococcus laurentii. Esta estirpe apresentou capacidade de produzir xilanase com baixos níveis de celulase, sendo assim selecionada neste trabalho. A maximização de endo-xilanase foi avaliada fazendo uso de planejamento experimental onde primeiramente foi realizado um planejamento fracionário 2 6-2 para verificar os efeitos do pH inicial e as concentrações de xilana, peptona, (NH4)2SO4, extrato de levedura e KH2PO4 sobre a atividade enzimática. Após selecionar as variáveis xilana, peptona, pH e extrato de levedura foi realizado um delineamento composto central rotacional (24 ) onde todos os cultivos foram mantidos a 30°C, 150 rpm durante 96 h sendo retiradas alíquotas para determinação das atividades, pH e biomassa. A produção máxima foi de 6,9 U.mL-1 usando 10,0 g.L-1 de extrato de levedura, 10,0 g.L-1 de peptona, 10,0 g.L-1 de xilana, 1,0 g.L-1 de (NH4)2SO4 em pH 6,5 o que permitiu um incremento de mais de 250% sobre a atividade. Posteriormente foram realizados ensaios avaliando diferentes fontes e concentrações de nitrogênio orgânico e inorgânico. A presença de NH4NO3 e (NH₄)₂SO₄ usados na concentração de 3% proporcionaram as maiores atividades de endo-xilanase (6,2 e 6,0 U.mL-1 respectivamente). O sulfato de amônio foi selecionado e fixado em 1 g.L-1 e logo após um planejamento completo 22 foi realizado onde as variáveis xilana e extrato de levedura foram estudadas e as demais fixadas. As condições ótimas estabelecidas para a produção da enzima foram: concentração de xilana de 18,6 g.L-1 , concentração de extrato de levedura de 10 g.L-1 atingindo 14 U.mL-1 . Após a maximização enzimática estudou-se o crescimento de Pichia pastoris NRRL Y-1603 e Cryptococcus laurentti em cinco substratos agroindustriais visando a possibilidade estes substratos substituírem a xilana em cultivos para a produção de endo-xilanase. Os ensaios foram realizados utilizando os subtratos pré-tratados com NaOH 4% e não tratados. Para inserção dos mesmos aos meios de cultivo, estes foram moídos e adicionados na concentração de 2%. O pré-tratamento para todos as fontes de hemicelulose foi eficiente e promoveu aumento nas atividades produzidas. Cryptococcus laurentti apresentou maior atividade enzimática (8,7 U.mL-1 ) em farelo de arroz desengordurado e pré- tratado enquanto que a levedura Pichia pastoris NRRL Y-1603 apresentou sua melhor condição para produção de endo-xilanase quando cultivada em meio contendo casca de aveia e o farelo de arroz pré-tratados, alcançando atividades máximas de 7,6 e 7,5 U.mL-1 .