52º CBQ - APROVEITAMENTO DO RESÍDUO SÓLIDO DA HIDRODESTILAÇÃO DE Aniba parviflora (Meissn) Mez PARA OBTENÇÃO DA ENZIMA CELULASE

ÁREA: Bioquímica e Biotecnologia

TÍTULO: APROVEITAMENTO DO RESÍDUO SÓLIDO DA HIDRODESTILAÇÃO DE Aniba parviflora (Meissn) Mez PARA OBTENÇÃO DA ENZIMA CELULASE

AUTORES: Fischborn, A.C. (UEA) ; Silva, G.F. (UEA/UFAM) ; Ferreira, K.W.M. (UEA) ; Batista, L.T. (UEA) ; Barata, L.E.S. (UFOPA/UNICAMP) ; Albuquerque, P.M. (UEA)

RESUMO: A indústria de óleos essenciais gera resíduos que podem ser reaproveitados como substratos em processos biotecnológicos. Neste trabalho o resíduo sólido gerado após a extração do óleo essencial de Aniba parviflora foi utilizado na fermentação sólida para obtenção da enzima celulase. Após o cultivo fúngico, o extrato aquoso obtido foi utilizado para avaliar a atividade celulolítica por meio da reação com carboximetilcelulose. De acordo com o planejamento experimental fracionado, a variável que mais influenciou a produção enzimática foi a umidade do meio sólido, seguida da concentração de fósforo e de nitrogênio. O resíduo sólido da hidrodestilação pode ser empregado para a produção da enzima celulase, tendo em vista um melhor aproveitamento dos recursos naturais da Amazônia.

PALAVRAS CHAVES: macacaporanga; fermentação sólida; celulase

INTRODUÇÃO: A A. parviflora é uma espécie nativa da Amazônia, muito semelhante à A. rosaeodora, da qual se extrai um óleo essencial muito valioso (MARQUES, 2001). Esta extração gera resíduos sólidos, os quais podem ser reaproveitados como substratos em processos biotecnológicos (PANDEY et al., 2000). O uso desses processos possibilita a produção de um grande número de metabólitos de interesse industrial, incluindo as enzimas, que podem ser obtidas a partir do reaproveitamento de resíduos da agroindústria, encontrados em abundância no Brasil, contribuindo assim, para a redução do descarte desses resíduos diretamente no ambiente (MACIEL, 2006). As enzimas usadas na indústria são geralmente obtidas de microrganismos, devido à grande variedade e disponibilidade de bactérias, leveduras e fungos, que aliada ao domínio das técnicas de cultivo, torna as enzimas de origem microbiana as mais utilizadas em processos industriais. Os resíduos agroindustriais que possuem em sua composição material lignocelulósico demonstram potencial como meio de cultura para produção de enzima celulase (BCC, 2005). Diversos estudos têm reportado a produção de celulase utilizando a fermentação sólida (FS), que se apresenta como uma excelente alternativa para o aproveitamento de resíduos agroindustriais (SILVA et al., 2005; RODRÍGUEZ-ZÚÑIGA et al., 2008; SINGHANIA et al., 2009). Na FS as condições de cultivo são parecidas com o habitat natural dos fungos filamentosos, deixando-os adaptados para crescer e excretar maior quantidade de enzimas (PANDEY et al., 1999). Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi verificar, preliminarmente, quais fatores influenciam a produção de celulase fúngica por meio da FS a partir do resíduo sólido gerado durante a extração de óleos essenciais de A. parviflora.

MATERIAL E MÉTODOS: O resíduo sólido obtido da hidrodestilação de folhas e galhos de A. parviflora foi seco e triturado. Após obter a umidade do resíduo, foi calculada a quantidade de solução de nutrientes a ser adicionada aos experimentos. O fungo testado foi Aspergillus sp., o qual foi mantido em meio BDA a 28°C. Colocou-se em frascos Erlenmeyer 7 g do resíduo, complementando-se com uma solução de diferentes concentrações de nitrogênio e fósforo. Cinco discos miceliais (Ø = 1,0 cm) foram inoculados no meio de cultivo autoclavado, sendo mantido a 28°C por 14 dias para produção da enzima, seguindo um planejamento experimental fatorial fracionado 2^3-1. Apesar de não ser o mais indicado (RODRIGUES e IEMMA, 2005), este planejamento foi escolhido para permitir uma triagem inicial das variáveis mais significativas, bem como para verificar quais os valores iniciais dos referidos fatores seriam utilizados para as etapas posteriores do estudo, que incluem o aumento do número de variáveis e otimização das mesmas. Após o crescimento, 20 mL de água deionizada foram adicionados ao meio, para a extração da enzima. Os frascos foram incubados a 50°C/30 min. e filtrados a vácuo. Os extratos brutos foram utilizados para avaliação da atividade de endoglucanase, que consistiu na adição do extrato à carboximetilcelulose a 1,0% em tampão acetato de sódio 50 mM pH 5,0, incubando a mistura a 50°C/30 min. Após a reação, quantificou-se a glicose liberada, com a adição do ácido 3,5-dinitrosalicílico (MILLER, 1959). A leitura da absorbância foi feita a 540 nm. Para cada amostra foi preparado um branco. Uma unidade de atividade foi definida como a quantidade de enzima capaz de liberar um μmol de grupos redutores por minuto. A análise estatística foi realizada com o software Statistica 6.0.

RESULTADOS E DISCUSSÃO: A partir da atividade enzimática celulolítica (AEC), foram analisados os resultados para determinação da influência das variáveis (Figura 1). A maior produção de celulase (0,4652 U/mL) foi observada no ensaio 8, quando níveis máximos de umidade (80%), KH₂PO₄ (3%) e NH₄NO₃ (1,5%) foram utilizados (Tabela 1). No diagrama de Pareto (Figura 1) percebe-se que para a atividade da celulase os efeitos que se destacaram (p<0,05) foram a umidade, seguida dos nutrientes KH₂PO₄ e NH₄NO₃, e a relação entre eles. A umidade apresentou efeito significativo e positivo sobre a AEC. Este resultado indica que aumentando de 60 para 80% a umidade do meio sólido, a atividade enzimática aumenta. As soluções nutrientes de KH₂PO₄ e NH₄NO₃ também foram estatisticamente significativas dentro da faixa estudada. A adição de ambas as soluções apresentaram efeito positivo, ou seja, com o aumento da concentração destes nutrientes, verificou-se o aumento da produção de celulase. As variáveis que influenciam a produção simultânea de celulase e xilanase por Aspergillus aculeatus URM 4953 e A. phoenicis URM 4924 foram determinadas com uso de bagaço de cana-de-açúcar como substrato. As variáveis pH, tempo de cultivo, tipo de bagaço de cana-de-açúcar e a espécie de Aspergillus influenciam a produção enzimática (SALES et al., 2010). Estes resultados corroboram a importância de se estabelecer as condições de cultivo ideais para o aproveitamento de resíduos como substrato via Fermentação Sólida.

CONCLUSÕES: Verificou-se que o resíduo sólido da indústria de óleos essenciais pode ser utilizado para a produção da enzima celulase, e que o fungo Aspergillus sp. pode ser utilizado como agente de fermentação neste processo, pois demonstrou potencial para a produção da enzima de interesse. Entre as variáveis estudadas, a umidade apresentou maior efeito significativo sobre a atividade da enzima, assim como as soluções nutrientes, onde valores superiores indicaram uma maior produção da enzima celulase.

AGRADECIMENTOS: Agradecimentos: Capes pela bolsa concedida, CNPq, UEA e Fapeam.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: BCC. 2005. Enzymes for Industrial Applications. BCC Research. Disponível em: www.bccresearch.com/chem/C147U.html.
MACIEL, G. M. 2006. 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.
MARQUES, C. A. 2001. Importância Econômica da Família Lauraceae Lindl. Floresta e Ambiente, Universidade Federal de Viçosa. 8: 195-206, n. 1.
MILLER, G. L. 1959. Use of dinitrosalicilic acid reagent for determination of reducing sugar. Analytical Chemistry, 31: 426-428.
PANDEY, A., SELVAKUMAR, P., SOCCOL, C. R.; NIGAM, P. 1999. Solid-state fermentation for the production of industrial enzymes. Bioresource technology, 77: 149-162, n. 1.
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RODRÍGUEZ-ZÚÑIGA, U. F; FARINAS, C. S.; BERTUCCI NETO, V.; LEMO, V. 2008. Produção de complexos lignocelulíticos em substratos derivados de resíduos agroindustriais por fermentação semi-sólida. Workshop de Biocatálise e Biotransformação, São Carlos, Livro de Resumos.
SALES, M. R.; MOURA, R. B.; PORTO, T. S.; MACEDO, G. R.; PORTO, A. L. F. 2010. Variáveis que influenciam a produção de celulases e xilanase por espécies de Aspergillus. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, 45: 1290-1296, n. 11.
SILVA, R.; LAGO, E. S.; MERHEB, C. W.; MACCHIONE, M. M.; PARK, Y. K.; GOMES, E. 2005. Production of xylanase and CMCase on solid state fermentation in different residues by Thermoascus aurantiacus Miehe. Brazilian Journal of Microbiolology. 36: 235-241, n. 3.
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