APROVEITAMENTO DO RESÍDUO SÓLIDO DA HIDRODESTILAÇÃO DE Aniba canelilla MEZ PARA OBTENÇÃO DA ENZIMA LACASE

ISBN 978-85-85905-21-7

Área

Iniciação Científica

Autores

Fonseca Júnior, E.Q. (UNIVERSIDADE DO ESTADO DO AMAZONAS (UEA)) ; Albuquerque, P.M. (UNIVERSIDADE DO ESTADO DO AMAZONAS (UEA)) ; Silva, G.F. (UNIVERSIDADE DO ESTADO DO AMAZONAS (UEA)) ; Monteiro, A.S. (UNIVERSIDADE DO ESTADO DO AMAZONAS (UEA)) ; Mendonça, I.R.S. (UNIVERSIDADE DO ESTADO DO AMAZONAS (UEA))

Resumo

Estudos mostram que resíduos sólidos das indústrias de óleos essenciais podem ser reaproveitados como substratos em bioprocessos. Neste trabalho, o resíduo das folhas, obtido após a extração do óleo de Aniba canelilla, foi utilizado em cultivo submerso para obtenção da enzima lacase. Após o cultivo fúngico, o extrato obtido foi utilizado para avaliar a atividade enzimática por meio de oxidação da seringadalzina e através de planejamento fracionado 25-1, foram avaliadas as variáveis fósforo, cobre, nitrogênio, Tween e magnésio. Analisando o gráfico de Pareto, o sulfato de cobre foi o parâmetro que mais influenciou na produção enzimática. Dessa forma, o resíduo obtido da hidrodestilação pode ser empregado para a produção de lacase visando um melhor aproveitamento desses recursos naturais.

Palavras chaves

Resíduo Sólido; Fermentação Submersa; lacase

Introdução

A Aniba canelilla é uma espécie nativa da região Amazônica utilizada na medicina popular. Seu óleo essencial de folhas apresenta como componente majoritário o 1-nitro-2-feniletano proveniente da fenilalanina (LUPE, 2007). Muitos resíduos sólidos são obtidos pela extração de óleos essenciais, o que permite serem reaproveitados como substratos em bioprocessos (PANDEY et al., 2000). Por meio desses é possível reaproveitar os resíduos da agroindústria para a obtenção de metabólitos de interesse industrial, incluindo as enzimas, contribuindo dessa forma, para a redução do descarte desse material diretamente no ambiente (MACIEL, 2006). As enzimas empregadas na indústria são geralmente obtidas a partir de microrganismos, pois a enorme variedade de bactérias, leveduras e fungos, juntamente com as técnicas de cultivo, tornam as enzimas de origem microbiana as mais utilizadas em processos industriais. As lacases são enzimas que catalisam a oxidação de muitas substâncias aromáticas, como fenóis, com a simultânea redução do oxigênio à água (POZDNYAKOVA et al., 2006). Sua produção é afetada por muitos fatores, como a composição do meio de cultura (relação carbono e nitrogênio), pH, temperatura, taxa de aeração, etc (KAHRAMAN e GURDAL, 2002). Os processos submersos (FS) constituem os mais interessantes para a produção de enzimas, pois torna-se fácil a agregação dos nutrientes ao meio de cultivo e as condições como o crescimento microbiano, pH estabilizado e outras variáveis relacionadas ao meio são facilmente controláveis em relação ao cultivo em sólido (LIMA, 2009). Assim, o objetivo deste trabalho foi verificar as variáveis nutricionais (fontes de fósforo, cobre, nitrogênio, magnésio e um indutor) que influenciam na produção da enzima lacase a partir do resíduo de Aniba canelilla.

Material e métodos

O resíduo sólido obtido da hidrodestilação de A. canelilla foi seco e utilizado como substrato na FS. O fungo utilizado foi o Aspergillus brasiliensis, mantido em meio SBA a 28 °C e repicado periodicamente. Para o preparo do meio de cultivo, colocou-se 1,25 g do resíduo em Erlenmeyer e adicionou-se uma solução de diferentes concentrações de nutrientes (nitrogênio, cobre, magnésio, fósforo e Tween 80), as quais foram avaliadas por meio de um planejamento fatorial fracionado 25-1. Inoculou-se 50 μL da suspensão de esporos, contendo aproximadamente 1 x 108 UFC/mL e após o crescimento, adicionou-se 20 mL de água deionizada, filtrando-se a vácuo e armazenando-se as amostras em freezer. Realizou-se um planejamento experimental fracionado 25-1 para selecionar os parâmetros (nitrogênio, cobre, magnésio, fósforo e Tween 80) que influenciam de forma estatisticamente significativa na produção enzimática. A atividade da lacase foi avaliada por espectrofotometria UV/VIS a partir da oxidação da seringaldazina, conforme a metodologia proposta por Ride (1980),onde preparou-se a mistura reativa (3,0 mL) contendo 2200 μL de tampão fosfato de potássio monobásico (KH2PO4), 100 mM, pH 6,5 (ajustado com NaOH 1,0 M); 500 μL da solução enzimática e 300 μL de solução de seringaldazina (0,216 mM em metanol). A leitura da absorbância foi realizada a 530 nm em espectrofotômetro. Os cálculos para a construção dos gráficos de Diagrama de Pareto e Superfície de Resposta foram obtidos com o auxílio do software Statistica 7.0.

Resultado e discussão

O ensaio 4 foi o que apresentou a maior atividade enzimática de lacase, de 1418 U/mL, com 1,8% de KH2PO4; 1,1% de CuSO4; 0,2% de NH4Cl; 0,1% de Tween e 1,8% de MgSO4 utilizando como substrato as folhas de A. canelilla, enquanto o ensaio 9 foi o que apresentou a menor atividade de 38 U/mL, contendo 0,2% de KH2PO4; 0,1% de CuSO4; 0,2% de NH4Cl; 1,1% de Tween e 0,2% de MgSO4. Comparando-se os ensaios com maior atividade de lacase 3, 4, 8, 11, 12, 15 e 16, percebeu-se que a variável cobre, nível +1, influenciou significativamente na produção da enzima. No Diagrama de Pareto, pode-se afirmar que, nas concentrações estudadas, o único fator de influência sobre a AE foi o cobre (CuSO4), uma vez que o aumento de cobre variando de 0,1 a 1,1% foi diretamente proporcional a AE. Entretanto, os demais fatores não apresentaram influência significativa sobre a produção da enzima e como a lacase possui 4 tipos de cobres em sua estrutura, a adição desse no meio é fundamental para o aumento da atividade enzimática (BALDRIAN e GABRIEL, 2002). A interação entre as variáveis não apresentou influência, contudo as interações apresentaram efeito negativo sobre a produção enzimática, ou seja, aumentando os níveis ou cada um dos fatores simultaneamente o mesmo provoca uma diminuição na atividade enzimática. Os gráficos de Superfície de Resposta demonstram nitidamente a influência dos fatores sobre os valores de atividade enzimática. Nos gráficos de superfície da correlação de CuSO4 e KH2PO4 nota-se que quanto maiores os valores de CuSO4, independente dos valores de KH2PO4, maior a atividade enzimática e que também a correlação entre CuSO4 e NH4Cl, a variação nos valores de NH4Cl não promove alteração significativa na atividade enzimática, continuando o CuSO4 influenciando significativamente.

Conclusões

O resíduo das folhas de A. canelilla obtido a partir da hidrodestilação, pode ser utilizado na FS, com a obtenção da enzima lacase, minimizando o impacto ambiental causado pelo descarte do mesmo ao meio ambiente. O presente estudo demonstrou a possibilidade de se utilizar resíduos da indústria de óleos essenciais para a obtenção de produtos de alto valor agregado. Verificou-se que entre as variáveis nutricionais, o cobre foi a única que se mostrou estatisticamente significativa, em comparação com as demais. Isso implica que concentrações maiores do mesmo possam garantir um aumento da atividade

Agradecimentos

À FAPEAM e UEA pelas bolsas concedidas e infraestrutura concedida.

Referências

BALDRIAN, P.; GABRIEL, J. Copper and cadmium increase laccase activity in Pleurotus ostreatus. FEMS Microbiology letters, v. 206, n. 1, p. 69-74, 2002.

KAHRAMAN, S. S.; GURDAL, I. H. Effect of synthetic and natural culture media on laccase production by white rot fungi. Bioresource Technology, v. 82, n. 3, p. 215-217, 2002.

LIMA, T. Modelo de interferência para estimação da umidade do leito de um biorreator de fermentação no estado sólido. Dissertação (Mestrado em Processos Químicos). Centro de Concentração de Desenvolvimento em Processos Químicos. Universidade Federal do Paraná. Curitiba. 2009.

LUPE, F. A. Estudo da Composição Química de Óleos Essenciais de Plantas Aromáticas da Amazônia. Dissertação de Mestrado. Programa de pós-graduação em Química, Instituto de Química, Universidade Estadual de Campinas, Campinas, 102p., 2007.

MACIEL, G. M. Desenvolvimento de bioprocesso para produção de xilanases por fermentação no estado sólido utilizando bagaço de cana de açúcar e farelo de soja. Dissertação de Mestrado. Programa de Pós-Graduação em Processos Biotecnológicos, Universidade Federal do Paraná. Curitiba. 146p. 2006.

PANDEY, A.; SOCCOL, C. R.; NIGAM, P.; SOCCOL, V. T.; VANDENBERGHE, L. P. S.; MOHAN, R. Biotechnological potential o fagro-industrial residues. II: Cassava bagasse. Bioresouce Technology, 74: 81-87. 2000.

POZDNYAKOVA, N. N., TURKOVSKAYA, O. V., YUDINA, E. N., & RODAKIEWICZ-NOWAK, Y. Yellow laccase from the fungus Pleurotus ostreatus D1: Purification and characterization. Applied Biochemistry and Microbiology, v. 42, n. 1, p. 56-61, 2006.

RIDE, J. P. The effect of induced lignification on the resistance of wheat cell walls to fungal degradation. Physiological Plant Pathology, v. 16, n. 2, p. 187IN3193-192IN5196, 1980.