Bioprospecção e caracterização da atividade amilolítica de fungos filamentosos / Bioprospection and characterization of the amylolytic activity of filamentous fungi

Vanesa Bazzo, Sthefani Nicole Frosi Pardo, Eder Carlos Hoffmann, Geiziquele de Lima, Reginaldo Vicente Ribeiro

Abstract


As amilases fazem parte do grupo de enzimas mais utilizadas nas indústrias de alimento, farmácia, bioetanol, têxtil e outros. Esses biocatalisadores são produzidos por vegetais, animais e microrganismos, especialmente por fungos. O objetivo deste trabalho foi bioprospectar linhagens fúngicas produtoras de amilase e caracterizar suas atividades enzimáticas. Para isso, 10 linhagens isoladas de amostras de solo foram disponibilizadas pela micoteca do IFMT Campus Avançado Lucas do Rio Verde foram selecionadas e reativadas. Dessas, 09 apresentaram viabilidade e foram submetidas ao teste atividade amilolítica (meio BDA a 2% de amido), onde foi determinado o Índice Enzimático (IE), obtido pela relação entre o diâmetro do halo de hidrólise e o diâmetro da colônia. As linhagens com maior IE (A25, A12, S01 e D12) foram selecionadas para a avaliação das condições ideais de temperatura e pH dos extratos enzimáticos. As linhagens selecionadas pertencem ao gênero Aspergillus e os melhores resultados obtidos foram observados em temperatura de 50º C e com pH 5,0. Nessas condições, os extratos enzimáticos amilolíticos apresentaram maior desempenho de hidrólise do amido, sendo capazes de degradar o substrato em 42,3% (D12), 44,7% (A12), 47,8% (A25) e 60,1% (S01), enquanto amostras de alfa-amilase comercial promoverams atividade relativas de até 86%. Considerando os resultados observados, pode-se concluir que entre as linhagens estudadas, quatro apresentaram considerável potencial para produção de amilases (S01, A25, A12 e D12), com destaque para a linhagem S01, que apresentou maior capacidade em produzir enzimas amilolíticas com potencial para exploração biotecnológica.


Keywords


atividade amilolítica, extrato enzimático, aspergillus, fungos filamentosos, biotecnologia.

References


ANBU P, ANNADURAY G, LEE J-F, HUR B-K. Optimization of alkaline protease production from Shewanella oneidensis. J. Chem. Technol. Biotechnol 84:54-62, 2009.

BAILEY, J. E.; OLLIS, D. F. Biochemical engineering fundamentals. New York: McGraw-Hill. 753 p., 1977.

BASTOS, N. B. S.; RECAREY, H.; ESPÍRITO, S. A.: Isolamento e caracterização de microrganismos amilolíticos presentes na rizosfera de tuberosas amiláceas. Diálogos & Ciência, 153-158, 2012.

BELO, S. C. B.: Produção De Amilase e Lipase Por Fungos Filamentosos Isolados de Diferentes Tipos de Solo de Floresta e Savana de Roraima. Boa Vista, 103 f. Dissertação (Mestrado em Recursos Naturais). Universidade Federal de Roraima, BOA VISTA-RR, 2013.

BRITO, RICARDO GOMES. Produção de amilase por Aspergillus flavus isolado a partir da mandioca (Manihot esculenta). Universidade Federal Do Amazonas, Pró-Reitoria De Pesquisa E Pós-Graduação Programa Multi-Institucional de Pós-Graduação em Biotecnologia. Amazonas, 2017.

BUENO, C. J.; FICHER, I. H. F.; ROSA, D. D. : Produção De Enzimas Extracelulares Por Fusarium Solani De Maracujazeiro Amarelo. Trop. Plant Pathol. Vol.34 No.5 Brasília Sept./Oct. 2009

CAVALCANTI, RAYZA MORGANNA FARIAS.: Bioprospecção de tanases produzidas por fungos endofíticos isolados de espécies vegetais da Caatinga. Dissertação, Universidade Estadual Paulista “Julio de Mesquita Filho” Departamento de Química. SP, 2017.

CRABB, W. D.; MITCHINSON, C. Enzyme involved in the processing of starch to sugars. Trends in Biotechnology, v. 2, p. 252-256, 1997.

COLEN, G. Isolamento e seleção de fungos filamentosos produtores de lipases. Belo Horizonte. Faculdade de Farmácia da UFMG, 2006. 206p. (Tese, Doutorado em Ciências de alimentos), 2006.

DELLARETTI, ÉRICA MACIEL. Preservação de fungos em baixas temperaturas. Universidade Federal de São João Del-Rei, Minas Gerais, 2014.

FAIA, ANA MARGARIDA. Isolamento E Identificação de Fungos Filamentosos e Leveduras em Alguns Pontos de uma Rede de Distribuição de Água. Universidade De Lisboa. Mestrado Em Biologia Celular E Biotecnologia. Lisboa-Portugal, 2011.

FERNANDES, ANA PAULA. Avaliação de Potencial enzimático de fungos filamentosos isoados de diferentes fontes. Dissertação do Programa de Mestrado em Ciências de Alimentos. Minas Gerais, 2009.

FERREIRA, P. A. et al.: Aplicações Industriais da Biotecnologia Enzimática: Após os antibióticos, enzimas são os produtos microbianos mais explorados na indústria biotecnológica. Rev. Processos Químicos, ano 3 nº 5, Jan-Jun, 2009.

FIGUEIRA, E. L. Z.; SÁ, M. C.; IDA, E. I. & HIROOKA, E. Y. Produção e caracterização de amilase de Fusarium moniliforme e Aspergillus flavus. Revista CEPPA, 43: 461-467, 2000.

FRANÇA, Í. B.; SILVA, C. A. A. S. Utilização de resíduos agroindustriais na produção de amilase por Aspergillus niger UCP 1095 através de fermentação submersa. Brazilian Journal of Development, Curitiba, v.7, n.5, p. 51331-51345, 2021.

FUWA, H. A new method for microdetermination of amylase activity by the use of amylose as the substrate. The journal of Biochimistry. v. 41, p. 583-603, 1954.

Geografia. Embrapa e IBGE. Disponível em Acesso em 11 de Março de 2021.

GUIMARÃES, et al.: Screeninh of Filamentous Fungi for Production of Enzymes of Biotechnological Interest. Braz. J. Microbiol. vol.37 no.4 São Paulo out./Dez. 2006.

GONÇALVES, ALINE ZORZETTO LOPES. Produção de α-amilase e glucoamilase termoestável pelo fungo termofílico Thermomyces lanuginosus TO-03 por fermentação submersa e em estado sólido e caracterização das enzimas. Dissertação de Pós-Graduação em Ciências Biológicas. São Paulo, 2006.

HANKIN, L. & ANAGNOSTAKIS, S.L. The use of solid media for detection of enzyme production by fungi. Mycologia 67:597-607. 1975.

JHON, JINU. Amylases-Bioprocess and Potential Applications: A Review. International Journal of Bioinformatics and Biological Science. January 2017.

KLICH, MA, PITT JI. A Laboratory guide to common. Aspergillus species and their teleomorphs. Australia: Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization, 115pp, 1988.

LEALEM, F.; GASHE, B.A. Amylase production by a gram-positive bacterium isolated from fermenting tef. (Eraglostis tef.). Journal of Applied Bacteriology, v. 77, p. 348-352, 1994.

LOPES, DALLECYO CERQUEIRA. Otimização Das Condições De Cultivo E Caracterização Parcial Da Lipase Produzida Por Yarrowia Divulgata. Dissertação - Programa De Pós-Graduação Em Agroenergia – Tocantins, 2019.

NIGAM, POONAM SINGH.: Microbial Enzymes with Special Characteristics for Biotechnological Applications. Rev. Biomolecules 2013, 3, 597-611. Biomedical Science Research Institute, University of Ulster. Irlanda, 2013.

Novo microrganismo produz enzima de interesse industrial com mais sustentabilidade. Mercado em crescimento. Embrapa, 2018. Disponível em: https://www.canalbioenergia.com.br/microrganismo-produz-enzima-de-interesse-industrial/ Acesso em 18 de Abril de 2020.

OLIVEIRA, A. N. et al.: Produção de amilase por rizóbios, usando farinha de pupunha como substrato. SP, 2007.

PASIN, T. M. et al.: Novo fungo produtor de amilase que hidrolisa trigo e resíduos de cerveja, Aspergillus carbonarius , descoberto em remanescentes de floresta tropical. Folia Microbiologica vol. 65 , Páginas173 - 184 (2020).

Tamanho do mercado de enzimas, relatório de análise de participação e tendências por aplicação (enzimas industriais, enzimas especiais), por produto (carbohidrase, proteases, lipases), por fonte, por região e previsões de segmento, 2020-2027. Disponível em: https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/enzymes-industry Acesso em 03 de Fevereiro de 2021.

SETHI, B. K. S. et al.: Produção de α-amilase por Aspergillus terreus NCFT 4269.10 usando milheto e sua caracterização estrutural. Instituto de Pesquisa de Biotecnologia e Ciência Médica Convergente, Dongguk University, Goyang, Coreia do Sul, 2016.

SILVA, L. A. DE F. et al.: Produção de amilase por fungo filamentoso endofítico em fermentação submersa. Cad. Ciênc. Agrá., v. 9, n. 3, supl. 1, p. 49–53, 2017. Bahia, 2017.

SOUZA, Queiroz de. et al.: Seleção de Basidiomycetes da Amazônia para produção de enzimas de interesse biotecnológico. Ciência e Tecnologia de Alimentos, Campinas, 28(Supl.): 116-124, dez. 2008.

SPIER, Michele Rigon.: Produção de Enzimas amilolíticas fúngicas α-amilase e amiloglucosidase por fermentação em estado sólido. Curitiba, 2005.




DOI: https://doi.org/10.34117/bjdv8n5-047