Estratégias para incremento das atividades de celulases e xilanases por penicillium echinulatum SIM29 em cultivo submerso
Zusammenfassung
As celulases e xilanases são enzimas que apresentam a capacidade de hidrolisar a celulose e a
hemicelulose, respectivamente, da biomassa vegetal, liberando açúcares fermentescíveis que podem ser convertidos em diversos produtos biotecnológicos. Entre os microrganismos produtores destas enzimas, destaca-se a linhagem S1M29 de Penicillium echinulatum. O
conhecimento da fisiologia do microrganismo é muito importante para alcançar estratégias que permitam obter aumentos nas atividades enzimáticas e assim, reduzir os custos de produção de enzimas. Entre estas estratégias, está o emprego de substratos lignocelulósicos de
baixo custo, a reutilização da massa micelial e o emprego do regime descontínuo alimentado (RDA). Para os estudos em cultivos submersos com P. echinulatum, o meio de cultivo deste
trabalho foi composto pela fonte de carbono hemicelulósica, sacarose, solução de sais, Tween 80®, farelo trigo e farelo de soja. Frascos Erlenmeyer foram empregados para avaliar o efeito
da concentração de celulose no crescimento micelial e na produção enzimática, também para selecionar materiais lignocelulósicos quanto à capacidade de substituir 50% da celulose presente no meio de cultivo e avaliar a possibilidade de reutilização de massa micelial. Para a produção de celulases e xilanases em biorreator de bancada em RDA, um sistema automático de adição da celulose microcristalina foi desenvolvido. As enzimas obtidas foram avaliadas
quanto à capacidade de hidrólise de capim-elefante (CE) e bagaço de cana-de-açúcar (BCA). O aumento da concentração de celulose resultou em maior biomassa de P. echinulatum,
entretanto, nessas condições, menores atividades de celulases e xilanases foram obtidas. O bagaço de laranja e o capim-elefante pré-tratado podem substituir em 50% a celulose comercial e possibilitaram maior produção de β-glicosidases e exoglicanases. A reutilização da biomassa fúngica aumentou as atividades enzimáticas e pode ser empregada por pelos
menos cinco ciclos de produção. O alimentador automático de celulose do tipo rosca transportadora mostrou-se um sistema prático e eficiente para adicionar a celulose durante o
RDA e a velocidade de alimentação de celulose mais apropriada foi 0,26±0,02 g/L/h. Atividades de FPA (14 UI/mL), endoglicanases (116 UI/mL), xilanases (1032 UI/mL), βglicosidases (4,7 UI/mL) e exoglicanases (10,8 UI/mL) foram obtidas durante o RDA com celulose equivalente a 60 g/L e alimentação durante 192 horas de cultivo. O complexo enzimático de P. echinulatum foi mais eficiente na hidrólise de CE e BCA in natura quando comparados à enzima comercial Celluclast 1.5L® da Novozymes. Estes resultados contribuem com a produção econômica de enzimas por P. echinulatum em cultivo submerso.