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Produção e caracterização de enzimas pectinolíticas por Paecilomyces formosus em resíduos sólidos do processamento de café
(UNB- Universidade de Brasília, 2023-07-04) Vieira, Rafael Ícaro Matos; Ferreira Filho, Edivaldo Ximenes
O Brasil se destaca como o maior produtor mundial de café, com mais de 50 milhões de sacas de café produzidas anualmente, após o beneficiamento do café há geração de resíduos (casca, polpa, mucilagem) na mesma proporção, chegando até 50% da produção total. Neste trabalho foi pesquisado o potencial de produção da enzima pectinase pelo Paecilomyces formosus em resíduos de casca de café robusta e a caracterização desta enzima. Em estudo anterior foi constatado que as melhores condições de cultivo são em 20ºC, 87 rpm, pH 4,0, sem suplementação. Foi realizado um screening enzimático, revelando que o pico de produção de pectinase se dá ao sétimo dia. A amostra foi concentrada (1,54UI/mL) e foi realizada uma comparação entre a porção concentrada e o extrato bruto (0,43UI/mL). As melhores condições bioquímicas da pectinase para o pH se deram em faixas ácidas (pH 4-5) e básicas (pH 9-10), a melhor temperatura 60ºC, foi ativado pelos compostos fenólicos ácido transferúlico e ácido tânico, íons de Mn2+ , Ca2+ e pelo EDTA. A pectinase se mostrou estável quanto a termoestabilidade até o período de 72 horas nas temperaturas de 30, 60 e 80ºC no extrato bruto e também na fração concentrada em 30 e 60ºC. O teste de hidrólise demonstrou capacidade degradação do substrato lignocelulósico pela pectinase, se mantendo até o período final de 24 horas do teste, sendo que não houve nenhuma atividade pectinolítica quando ao teste utilizando a casca de café pré-tratada. Os resultados do presente trabalho demonstraram o potencial de produção de pectinase pelo Paecilomyces formosus, sendo caracterizada, contribuindo com novas informações dentro do cenário biotecnológico, se fazendo necessário mais pesquisas.
Produção e otimização de enzimas holocelulolíticas por Paecilomyces formosus em diferentes resíduos de café
(Universidade de Brasília, 2020-11-19) Andrade, Maria Carolina; Ferreira Filho, Edivaldo Ximenes
O Brasil é o maior produtor e exportador mundial de café, representando 35% da produção total. A grande produção, beneficiamento e consumo de café levam à geração de uma enorme quantidade de resíduos pós-colheita. Neste trabalho, o potencial de produção de enzimas holocelulolíticas por Paecilomyces formosus em resíduos agroindustriais de café é avaliado. Um screening enzimático realizado em oito cepas de P. variotii revelou as três maiores produtoras de pectinases (3RET13, 3RE14 e 3RE21) para este experimento. Para a identificação molecular destas cepas, foram utilizadas as regiões espaçadoras internas transcritas ITS (D1/D4) e as regiões gênicas calmodulina (cal) e β-tubulina. Os isolados indicaram similaridade às sequências de P. formosus. A metodologia de superfície de resposta foi utilizada para a busca de melhores condições de cultivo e prétratamento para indução de holocelulases. Diferentes fatores relacionados ao pré-tratamento (concentração de biomassa, tempo e temperatura de exposição) e ao cultivo (pH, agitação, temperatura e suplementação de nitrogênio) foram avaliados. Os perfis de pectinases foram descritos para a cepa 3RE21. O tratamento de baixa severidade com utilização de menor concentração de biomassa (140ºC, 6 min., 1%) e condições mais brandas de cultivo (20ºC, 87 rpm, pH 4,0 e sem suplementação de nitrogênio) foi selecionado para nova investigação da produção ótima de pectinases, devido à alta e rápida indução dessas enzimas pelo licor resultante. A semipurificação das pectinases (nomeada PEC_S200) foi realizada a partir do concentrado, sugerindo a formação de um hetero-oligômero composto por sete subunidades não ativas de massa molecular 65 e 62 kDa, e dez subunidades catalíticas de massa molecular de 38 kDa, sendo que a purificação mostrou rendimento de 16,6% e índice de purificação de 6,44 vezes. As melhores condições bioquímicas de atividade de PEC_S200 se mantiveram em faixas ácidas de pH (2 – 5), 65 ºC, ativação na presença dos íons Zn, Co, K+ , Mg2+, Mn, Na, dos modificadores de aminoácidos EDTA, SDS, DTT e β-mercaptoetanol e dos compostos fenólicos ácidos ferúlico e tânico, além de estabilidade em etanol 20%. Os parâmetros cinéticos demonstraram alta afinidade pelo substrato (Km 0,029 μg/ml) e taxa catalítica de 4,54 UI/mg. Pelas características apresentadas da pectinase deste estudo, as melhores aplicabilidades seriam nas indústrias alimentares humanas, têxteis, de rações animais e de produção de etanol de 2ª geração.