Otimização de um meio de cultura para a produção de proteases por um Bacillus sp. termofílico

Abstract

ResumoBacillus sp. SMIA-2 cresceu e secretou proteases quando cultivado em culturas líquidas contendo citrato trissódico como fonte de carbono e nitrato de amônio como fonte de nitrogênio. A atividade máxima da enzima foi alcançada após 8 horas de incubação do microrganismo, com níveis de 7,2 U.mg -1 proteína. A suplementação do meio com 2,0 mM de CaCl 2 não proporcionou um aumento da atividade da protease, porém aumentou a sua estabilidade de 2 para 4 horas. A redução da concentração do fosfato de potássio no meio de cultura de 11,0 para 5,0 mM promoveu um acréscimo de 82% (13 U.mg -1 proteína) na atividade da protease. A substituição do nitrato de amônio presente no meio de cultura por 0,1% de soro de queijo aumentou a atividade da protease para 25 U.mg -1 proteína. Nestas condições, o tempo requerido para que a enzima atingisse seu pico de atividade máxima, que antes era de 9 horas, passou para 16 horas. A substituição do citrato trissódico do meio de cultura pela água de maceração de milho (0,5%) não só aumentou a atividade da enzima como também retardou o processo de desativação que é típico da produção de proteases. A atividade máxima da enzima obtida quando estes dois resíduos foram utilizados no meio foi 59,5 U.mg -1 proteína. Após alcançar este valor a enzima se manteve estável por mais de 20 horas o que favorece a sua produção em larga escala. Palavras-chave: proteases; Bacillus sp.; água de maceração de milho; soro de queijo. AbstractBacillus sp. SMIA-2 grew and produced proteases when cultivated in liquid cultures containing trisodium citrate as a carbon source and ammonium nitrate as a nitrogen source. The maximum activity of the enzyme was reached after incubating the microorganism for 9 hours, with levels of 7.2 U.mg -1 protein. The supplementation of the medium with 2.0 mM of CaCl 2 did not improve the activity of the protease, but increased its stability from 2 to 4 hours. The reduction in the amount of inorganic phosphate in the medium from 11.0 to 5.0 mM resulted in an improvement of 82% (13 U.mg -1 protein) in the protease activity. Replacing ammonium nitrate in the medium by 0.1% milk whey increased the protease activity to 25 U.mg -1 protein. In these conditions, the time required for the enzyme to reach a maximum activity increased from 9 to 16 hours. Replacing citrate trissodium in the medium by corn steep liquor (0.5%) not only produced much better enzyme activity, but also delayed the deactivation process which is typical for the production of proteases. The maximum activity reached when these wastes were used in the medium was 59.5 U.mg -1 protein. In addition, the enzyme maintained stable for more than 20 hours, which is favorable for its production on a large scale.

Utilização de resíduos agroindustriais para a produção de proteases pelo termofílico Bacillus sp em fermentação submersa: otimização do meio de cultura usando a técnica de planejamento experimental

“…Os autores reportaram níveis de protease em torno de 50 U mg -1 de proteína, valor este aproximadamente 1,5 vezes menor que a produção alcançada neste trabalho usando pectina. Nesta linha de raciocínio e apenas a titulo comparativo, a atividade máxima da protease encontrada neste trabalho foi aproximadamente 5 vezes superior à atividade relatada por Nascimento et al, 26 quando Bacillus sp. cresceu em meio de cultivo contento citrato trissódico como fonte de carbono e nitrato de amônio como fonte de nitrogênio.…”

“…cresceu em meio de cultivo contento citrato trissódico como fonte de carbono e nitrato de amônio como fonte de nitrogênio. Segundo estes autores, 26 os Bacillus de modo geral produzem maior quantidade de protease ao final da fase exponencial de crescimento. Uma vez que a síntese de protease está relacionada com uma elevada taxa de renovação de proteínas durante a esporulação, fatores que afetam a esporulação, como condições de estresse causadas pela redução da concentração de nutrientes, tensão de oxigênio ou composição do meio, podem ter grande efeito na produção destas enzimas.…”

Nota Científica: utilização da pectina, proteínas do soro de queijo e água de maceração de milho para a produção de proteases por Bacillus sp. termofílico

“…Estes resultados possibilitam a aplicação inativação, que é característico na produção de proteases por microrganismos, torna difícil a produção enzimática em larga escala, em razão da dificuldade de se isolar a enzima em sua atividade máxima (NASCIMENTO et al, 2007). Vários pesquisadores conseguiram aumentar a estabilidade da protease por meio de modificações no meio de crescimento, como o aumento da concentração do cálcio, a remoção de agentes quelantes e a diminuição da concentração de fosfato de potássio, sem, contudo, prejudicar o crescimento do microrganismo (BAKHTIAR et al, 2002;GHORBEL et al, 2003;AZEREDO et al, 2004).…”

Production of Enzymes from Agroindustrial Wastes by Biosurfactant-Producing Strains of Bacillus subtilis

“…Another relevant group is the proteases, which represent approximately 30% of the total sales of enzymes worldwide [7]. Proteases are predominantly applied to the food, textile, pharmaceutical, and detergent industries [1].…”

“…The thermostable proteases produced by Bacillus spp. are among the most industrially important ones [7]. …”