Otimização das condições de cultivo para a produção de amilases pelo termofílico Bacillus sp. e hidrólise de amidos pela ação da enzima

Abstract

As amilases constituem um dos mais importantes grupos de enzimas industriais com aplicações em diferentes indústrias como de alimentos, têxtil, química, farmacêutica e de detergentes (DEMIRKAN et al., 2005;GUPTA et al., 2003;BORCHERT, 2000;PANDEY et al., 2005;SOCCOL, 2005;SURMELY, 2003).As enzimas amilolíticas são responsáveis por 25 a 33% da produção mundial de enzimas, ocupando segundo lugar logo após as proteases (NGUYEN et al., 2002). Dentre estas, a mais importante é a α-amilase, pois desempenha um papel fundamental na conversão do amido em produtos de baixo peso molecular, que podem ser utilizados por outras enzimas do AbstractThe optimization of culture conditions for the production of α-amylase by the thermophilic Bacillus sp strain SMIA-2 was carried out. In addition, the enzymatic hydrolysis of starch from several sources, such as potato, cassava and corn was investigated. Alpha-amylase production by Bacillus sp SMIA-2 cultivated in liquid cultures containing starch as carbon source and supplemented with 0.5 g.L -1 whey protein and 2.0 g.L -1 peptone reached a maximum of 37 U.mL -1 at 32 hours. The microorganism was capable of utilizing several carbon sources, but amylase activity varied with each source. Starch was the best carbon source for amylase secretion, while lactose, maltose, sucrose, galactose, and glucose were not very effective. Decreasing starch concentration in the medium to 2.5 g.L -1 improved organism growth and enzyme activity. At higher starch concentrations, enzyme production was comparatively lower. Among the various organic and inorganic nitrogen sources, peptone (2.0 g.L -1 ) was found to be the best. Regarding the amount of whey protein in the medium, the concentration of 0.25 g.L -1 was considered the most effective for amylase secretion by the organism. Maximum amylase activity was observed at 50 °C and pH 8.5. The enzyme was able to degrade all the starches tested. Potato starch hydrolysis resulted in a higher yield of reducing sugars in comparison to the other starches. Soluble and cassava starch were, respectively, in second and third positions regarding the liberation of reducing sugars, while the amylase studied showed a slightly lower affinity for corn starch. Increasing the reaction temperature to 70 °C resulted in higher levels of reducing sugars after the hydrolysis of the substrates, except for soluble starch. Keywords: amylase; Bacillus; starch; hydrolysis; thermophilic bacterium. ResumoA otimização das condições de cultivo para a produção de α-amilase por um termofílico Bacillus sp. cepa SMIA-2 foi realizada. Além disso, a hidrólise enzimática do amido, proveniente de várias fontes tais como batata, mandioca e milho, foi também investigada. A produção de α-amilase por Bacillus sp. SMIA-2, cultivado em meio líquido contendo amido (5 g.L -1 ) como fonte de carbono e suplementado com 0,5 g.L -1 de proteínas do soro de leite e 2 g.L -1 de peptona, alcançou o máximo em 32 horas com níveis de 37 U.mL -1 . O microrganismo foi capaz de utilizar diversas fontes de carbono, p...

UTILIZAÇÃO DE SUBPRODUTOS AGROINDUSTRIAIS PARA PRODUÇÃO DE α-AMILASE POR Rhizomucor miehei

“…As amilases produzidas por micro-organismos termofílicos ou termotolerantes têm recebido considerável atenção da indústria, por serem geralmente mais termoestáveis (CARVALHO et al, 2008). As vantagens em se usar α-amilases termoestáveis em processos industriais incluem diminuição do risco de contaminação, aumento da taxa de difusão dos reagentes e diminuição dos custos com refrigeração externa (LIN;CHYAU;HSU, 1998;CARVALHO et al, 2008). Assim, o estudo destes micro-organismos pode auxiliar a encontrar enzimas com estas características, uma vez que geralmente estas são termofílicas.…”

Isolated Microorganisms of Amazon Aquatic Environments Producers of Hydrolases of Industrial and Biotechnological Interest

“…As proteases estão em primeiro lugar no mercado mundial de enzimas microbianas utilizadas pela indústria, seguidas pelas amilases (THAPA et al, 2019;ORLANDELLI et al , 2012;). As proteases respondem por aproximadamente 40% das vendas totais, e as amilases por 25 a 33% da produção mundial de enzimas (TIWARI, 2014;CARVALHO, 2008;PANDEY e.t al., 2005;GUPTA et. al., 2003).…”

Bacillus licheniformis SMIA-2 protease used as an additive in detergent formulations

“…Bacillus licheniformis SMIA-2 is a Gram-positive, aerobic, thermophilic, spore-forming bacterium capable of producing thermostable enzymes, such as proteases (Silva, Delatorre, & Martins, 2007), amylases (Carvalho, Corrêa, Silva, Vianna, & Martins, 2008a;Carvalho, Correa, Silva, Mansur, & Martins, 2008b), pectinases (Andrade, Delatorre, Ladeira, & Martins, 2011) and cellulases (Oliveira, Barbosa, Martins, & Martins, 2014;Ladeira, Cruz, Delatorre, Barbosa, & Martins, 2015;Costa et al, 2017;Cruz, Moraes, Costa, Barbosa, & Martins, 2019). The bacterium was isolated from a soil sample collected in Campos dos Goytacazes City, Rio de Janeiro, Brazil.…”