Produção de lipases por Botryosphaeria ribis EC-01 em diferentes fontes de carbono

AUTOR(ES)
FONTE

IBICT - Instituto Brasileiro de Informação em Ciência e Tecnologia

DATA DE PUBLICAÇÃO

25/09/2008

RESUMO

Fungos do gênero Botryosphaeria são endofíticos e além de secretarem exopolissacarídeo e lacase, ainda não tinham sido descritos como produtores de lipase (E.C.3.1.1.3). Esta última enzima possui amplas aplicações biotecnológicas, podendo ser utilizada na produção de biodiesel, detergentes, medicamentos, processamento de cosméticos e também na indústria alimentícia. Neste trabalho foram avaliados nove isolados fúngicos do gênero Botryosphaeria, quanto à produção de lipases e lacases em diferentes óleos vegetais (soja, oliva, girassol, milho, canola, babaçu, gergelim e algodão) e também em glicerol, como fontes únicas de carbono. O Botryosphaeria rhodina MAMB-05 foi o isolado que se destacou como produtor de lacase, enquanto que o B. ribis EC-01 foi o melhor produtor de lipase, em todos os óleos vegetais e glicerol. O pH ótimo de atividade da lipase deste isolado foi 8,0 e a temperatura ótima 55ºC (2 minutos de reação); parâmetros que proporcionaram um aumento de 8 vezes na atividade enzimática. A solução de lipase do B. ribis EC-01 foi estável por 24 horas até 55 ºC e também foi na faixa de pH de 1,0 a 10,0 (75 % de atividade residual) por uma hora à temperatura ambiente (30 ± 2 ºC). A atividade da lipase foi aumentada na presença de 1,0 mM de K+, Zn2+, Na+, Ba2+ e Co2+, destacando-se Mn2+, Mg2+ e Ca2+ e os íons Cu2+ (1,0 mM) e Hg2+ (10 mM) diminuíram a atividade enzimática. Detergentes como Tween 80, SDS e Triton X-100 também aumentaram a atividade desta lipase. A enzima permaneceu praticamente 100 % estável na presença de 50 % (v/v) de metanol, etanol e glicerol e apresentou 68 % de atividade residual quando incubada em isooctano (99,3 %, v/v) durante 1 hora à temperatura ambiente. A lipase de B. ribis EC-01 é uma enzima constitutiva, não é regulada por glucose e sua produção nos diferentes carboidratos testados foi maior em lactose. Quando a fonte de carbono foi o óleo de soja (1,0 %, v/v), as fontes de nitrogênio e fosfato importantes para o aumento da atividade de lipase foram NH4NO3 e KH2PO4. A curva de crescimento revelou que a produção da enzima (U/mL) foi maior no 4º dia de cultivo, todavia, a melhor atividade específica foi registrada no 3º dia. O pH inicial do meio de cultivo beneficiou a produção da enzima quando acertado para 8,5, cujas atividades enzimática e específica foram 145,5 U/mL e 632,2 U/mg (120 h de cultivo), respectivamente. Dentre os detergentes avaliados como fonte de carbono, o Tween 80 (1,0 %, m/v) proporcionou maior produção de lipase pelo B. ribis EC-01 e quando as fontes de carbono foram diferentes ácidos graxos, o ácido esteárico emulsificado com Triton X-100 (0,1 %, m/v) foi a melhor fonte para a produção de lipase, seguido do ácido palmítico. A trioleína promoveu boa produção da enzima por este ascomiceto, enquanto que os triacilgliceróis tributirina e tricaprilina inibiram o crescimento do fungo. A lipase foi produzida em diferentes concentrações de glicerol, entretanto, a maior produção da enzima foi em 4,0 % (m/v). Através de planejamento estatístico de misturas e sendo estas representadas pelas fontes de carbono glicerol (futuro rejeito do biodiesel) e óleo de soja, foram realizados, para todas as Condições, delineamentos fatoriais fracionários (25-1). Os fatores selecionados foram: tempo de cultivo, pH inicial do meio, concentração de NH4NO3 (%, m/v), concentração de KH2PO4 (%, m/v) e velocidade de rotação (rpm). O tempo de cultivo e o pH inicial do meio foram as variáveis que mais influenciaram a produção de lipase pelo B. ribis EC-01 e uma mistura de glicerol e óleo de soja adequada foi 3,6 % (m/v) e 0,8 % (v/v), respectivamente. Para esta última Condição, no planejamento fatorial completo (25), maior produção de lipase (413,6 U/mg) foi obtida em 72 horas de cultivo a 120 rpm, com 0,4 % (m/v) de NH4NO3, 1,0 % (m/v) de KH2PO4 e pH inicial 4,5. Foi significante a interação entre todos os fatores, sendo o pH inicial do meio de cultivo a variável que mais influenciou a produção da lipase. A lipase de B. ribis EC-01 produzida em qualquer condição de cultivo hidrolisou ésteres de p-nitrofenila e triacilgliceróis de cadeia curta, média e longa. Somente as lipases obtidas dos cultivos que continham óleo de soja como uma das fontes de carbono e o pH inicial do meio era 5,8-6,0 (pH do meio de Vogel) ou 8,5 hidrolisaram o MUF-butirato (zimograma). O óleo de soja é produzido em abundancia no Brasil sendo um substrato barato para a produção de lipases, assim como o glicerol, que é um subproduto da indústria produtora de biodiesel. Portanto, o uso destas fontes de carbono pode ser uma estratégia biotecnológica viável para a obtenção de lipase por B. ribis EC-01.

ASSUNTO(S)

enzimas de fungos botryosphaeria ribis lipase enzimas - aplicações industriais fungal enzymes enzymes - industrial applications

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