Pesquisa
Descoloração de corantes industriais por diferentes linhagens de Lentinus crinitus
Mestrado em Biotecnologia Aplicada à Agricultura
Autor: Pâmela Marangon Rapachi
Orientador: Juliana Silveira do Valle
Defendido em: 31/10/2016
Resumo
Fungos basidiomicetos conhecidos como fungos da podridão branca da madeira possuem um sistema ligninolítico eficiente que conta com a secreção de oxidases extracelulares como as lacases, que atuam em cooperação para a degradação da lignina. Lacases atuam sobre uma ampla variedade de substratos, são estáveis, requerem condições simples para catálise, aspectos que as tornam atrativas para aplicações biotecnológicas como em biorremediação. Lentinus crinitus é um fungo da podridão branca da madeira comum em todo o Brasil, produtor de lacase e com habilidade para degradação de corantes. Corantes têxteis são considerados compostos recalcitrantes com potencial para causar danos ao ambiente. Neste estudo avaliou-se a produção de lacase de três linhagens de L. crinitus (U9-1, U13-5 e U15-9) da coleção de culturas da Universidade Paranaense. As linhagens foram cultivadas em solução mineral contendo glicose (10 g L-1) e ureia (6 g L-1) para a produção de lacase. O efeito da suplementação do meio de cultivo com diferentes concentrações de cobre (0, 100 µM, 150 µM e 200 µM) sobre a atividade de lacase foi avaliada. Os fungos foram então cultivados em condições otimizadas e suplementados com 0,1% (M V-1) dos corantes remazol azul brilhante R (RBBR), preto 5 (PT5) e verde malaquita (VM), para avaliação do potencial de descoloração durante o cultivo. Todos os cultivos foram realizados em triplicata e mantidos a 28 ºC, no escuro, por 15 dias. A atividade de lacase bem como a descoloração foram determinadas a cada 3 dias. Após o cultivo, os extratos com corantes descoloridos foram utilizados em testes de toxicidade. As três linhagens produziram lacase: L. crinitus U13-5 (8926 U L-1), U9-1 (3310 U L-1) e U15-9 (2137 U L-1), todas com o pico de atividade no 6º dia de cultivo. O cobre adicionado ao meio aumentou a atividade de lacase de todas as linhagens, porém cada uma respondeu a uma concentração diferente do metal. L. crinitus U9-1 produziu mais lacase na presença de 200 µM de cobre (8494 U L-1) no 15º dia; U13-5 manteve o pico no 6º dia, mas a atividade foi maior na presença de 100 µM (11932 U L-1); U15-9 produziu pico no 9º dia em meio contendo 150 µM de cobre (3954 U L-1). A presença de corantes no meio afetou a atividade de lacase das linhagens em comparação ao meio sem corante. O PT5 aumentou a atividade de lacase de todas as linhagens enquanto o RBBR aumentou a lacase de U13-5 e reduziu a lacase de U9-1 e U15-9. Já o corante VM reduziu a atividade de lacase de todas as linhagens. L. crinitus U9-1 foi a linhagem que mais descoloriu o corante azo PT5 (15%) seguido por U15-9 (12%), contudo U13-5 foi incapaz de descolorir este corante. O corante antraquinônico RBBR foi descolorido com mais eficiência por L. crinitus U13-5 (32%), seguido por U15-9 (21%) e U9-1 (13%). O corante triarilmetano VM foi o que sofreu a maior degradação por L. crinitus U13-5 (95%) enquanto U9-1 promoveu 18% de descoloração e U15-9 foi incapaz de descolorir este corante. O meio contendo PT5 onde U9-1 foi cultivado se destacou como sendo o mais tóxico, apresentando a maior taxa de redução de germinação (85%) e o meio com PT5 onde U15-9 foi cultivado apresentou menor toxicidade, com apenas 17% de redução da taxa de germinação. Os resultados obtidos permitem concluir que L. crinitus possui potencial para degradação de corantes têxteis e que a capacidade de descoloração depende da linhagem avaliada.
Palavras-chave
Basidiomicetos, Lentinus crinitus, biodegradação, enzima.
Title
Descoloration of industrial colors by different lentinus crinitus lines
Abstract
Basidiomycetes known as white rot fungi have an efficient ligninolytic system that includes the secretion of extracellular oxidases such as laccases, which act in cooperation for the degradation of lignin. Laccases have wide variety of substrates, are stable, require simple conditions for catalysis aspects that make it attractive for biotechnological applications such as bioremediation. Lentinus crinitus is a white rot fungus from Brazil, laccase producer and capable to promote dyes decolorization. Textile dyes are considered recalcitrant compounds with potential to cause environmental damage. In this study we evaluated the laccase production of three strains of L. crinitus (U9-1, U13-5 e U15-9) from Universidade Paranaense. The strains were grown on mineral solution containing glucose (10 g L-1) and urea (6 g L-1) to the production of laccase. The effect of supplementation of the medium with different concentrations of copper (0, 100 µM, 150 µM and 200 µM) on the laccase activity was evaluated. The fungi were then grown in optimum conditions, but the media was supplemented with 0.1% (w/v) of remazol brilliant blue R (RBBR), black 5 (PT5) and malachite green (VM), to assess the potential discoloration during cultivation. All cultures were performed in triplicate and maintained at 28 °C in the dark for 15 days. The laccase activity and decolorization were determined every 3 days. Culture with discolored extracts dyes were used in toxicity testing. The three strains produced laccase: L. crinitus U13-5 (8926 U L-1), U9-1 (3310 U L-1) and U15-9 (2137 U L-1), with peak at the 6th day. Copper added to the medium increased the laccase activity of all strains, but each respond to a different metal concentration. L. crinitus U9-1 produced more laccase in the presence of 200 uM copper (8494 U L-1) on the 15th day; U13-5 kept peak on the sixth day, but the activity was greater in the presence of 100 uM (11932 U L-1); U15-9 produced peak at 9th day in media containing 150 uM copper (3954 U L-1). The presence of dye in the medium affected the laccase activity of the strains compared to medium without dye. The PT5 increased laccase activity of all strains while the RBBR increased U13-5 laccase and reduced U9-1 and U15-9 laccase. VM reduced the laccase activity of all lineages. L. crinitus U9-1 strain promoted the greater decolorization of the azo dye PT5 (15%) followed by U15-9 (12%), but U13-5 was unable to discolor the dye. The anthraquinone dye RBBR was discolored more efficiently by L. crinitus U13-5 (32%), followed by U15-9 (21%) and U9-1 (13%). The triarylmethane dye VM suffered the greater degradation by L. crinitus U13-5 (95%) while U9-1 promoted 18% of discoloration and U15-9 was unable to discolor the dye. The medium containing PT5 where U9-1 was grown stood out as being the most toxic, with a great germination rate reduction (85%) and medium with PT5 where U15-9 was grown showed lower toxicity, with only 17% of reduction of germination rate. The results showed that L. crinitus has potential for degradation of textile dyes and discoloration capacity depends on the assessed strain.
Keywords
Basidiomycetes, Lentinus crinitus, biodegradation, enzyme.