Pesquisa
Efeito da luz na produção de enzimas, biomassa micelial e descoloração de corantes por Lentinus crinitus
Doutorado em Biotecnologia Aplicada à Agricultura
Autor: Renan Alberto Marim
Orientador: Juliana Silveira do Valle
Defendido em: 27/02/2021
Resumo
Este trabalho avaliou o crescimento de Lentinus crinitus (U15-9 e U9-1) sob diferentes comprimentos de onda de luz e tempos de iluminação para produção de enzimas lignocelulolíticas, e a produção de biomassa micelial e descoloração de corantes apenas para L. crinitus U9-1. Lentinus crinitus foi cultivado em meio líquido sob luz azul, verde e vermelha fornecida 24 h dia-1, 12 h dia-1, 5 min dia-11 ou 1 min dia-1 por 15 dias para produção de celulase total, endoglicanase, protease, xilanase, lacase e biomassa micelial e para determinação do potencial de descoloração de corantes. A atividade de pectinase foi realizada apenas para a linhagem U9-1. Quando L. crinitus U15-9 permaneceu 24 h dia-1 na luz observou-se aumento da atividade de endoglicanase (118%), protease (11%) e xilanase (16%) na luz vermelha e aumento de endoglicanase (19%) e protease (11%) sob luz azul A atividade de celulase total aumentou em todos os tratamentos, principalmente sob luz azul (250%). A atividade de lacase sob luz azul diminuiu 12% e não mudou sob outras condições de luz. O cultivo com luz 5 min dia-1 aumentou a produção de endoglicanase (113%), protease (14%) e xilanase (100%) na luz vermelha. A luz azul aumentou a atividade de celulase total (62%), protease (13%) e xilanase (100%). A luz verde inibiu a celulase total, mas aumentou a protease (25%) e a xilanase (100%). A atividade de lacase não se alterou sob luz. As comparações dos tempos de iluminação demonstraram que sob luz contínua há correlação positiva entre a atividade enzimática e o comprimento de onda de luz, enquanto sob luz 5 min dia-1 há correlação negativa com a intensidade da luz. Lentinus crinitus U9-1 exposto à luz 24h dia-1 aumentou a atividade de endoglicanase e pectinase em todos os comprimentos de onda, principalmente sob luz azul. A atividade de lacase, celulase total e de xilanase dimiuíram sob a luz, sendo as maiores reduções de lacase sob luz azul (79%), celulase total sob luz verde (51%) e xilanase na luz vermelha (96%). A biomassa micelial não foi afetada pela luz de 24 h dia-1, exceto sob luz azul, redução de 17%. O extrato enzimático produzido na luz descoloriu o corante azul 220 em mais de 90% em todos os tratamentos, mas sem diferença com o escuro. A descoloração do RBBR foi maior sob luz vermelha, mas sem diferença estatística. Lentinus crinitus U9-1 crescido na luz 12 h dia-1 aumentou da atividade de celulase total e endoglicanase em todos os comprimentos de onda de luz, destacando-se o aumento de 161% de celulase total na luz verde e de 396% de endoglicanase sob luz azul. A exposição à luz por 1 ou 5 min dia-1, não alterou estas atividades. A atividade de lacase aumentou 18% no cultivo em luz vermelha 12 h dia-1, mas diminuiu 17% na luz verde 5 min dia-1. A atividade pectinolítica foi maior em todos os comprimentos de onda na exposição de 12 h dia-1, mas com luz por 1 ou 5 min dia-1 sofreu redução em todos os comprimentos de onda. A atividade de xilanase aumentou 31% sob luz azul 12 h dia-1. A produção de biomassa foi maior em todos os tratamentos, sendo os maiores aumentos na luz verde (97%) e vermelha (89%) por 12 h dia-1. A descoloração do azul 220 foi de 90%, exceto na exposição de 12h dia-1 em luz azul e vermelha em que foi menor. A descoloração do RBBR foi maior no segundo dia de reação sob luz azul (97%) e no final de 72h de reação, a luz vermelha apresentou a maior descoloração de 69% e 70% com o extrato enzimático produzido na luz por 1 e 5 min dia-1, respectivamente.
Palavras-chave
Basidiomycete, decolorization, light wavelength, lignocellulolytic enzyme, Lentinus crinitus.
Title
Effect of light on enzyme production, mycelial biomass and dyes decolorization by Lentinus crinitus
Abstract
This study evaluated the growth of Lentinus crinitus (U15-9 and U9-1) under different light wavelengths and illumination times for the production of lignocellulolytic enzymes, and the production of mycelial biomass and dye decolorization only for L. crinitus U9 -1. Lentinus crinitus was grown in liquid medium under blue, green, and red light provided 24 h day-1, 12 h day-1, 5 min day-1, or 1 min day-1 for 15 days to produce total cellulase, endoglucanase, protease, xylanase, laccase, and mycelial biomass and to determine the potential for dye discoloration. Pectinase activity was performed only for the U9-1 strain. When L. crinitus U15-9 remained 24 h day-1 in the light, an increase in endoglucanase activity (118%), protease (11%), and xylanase (16%) were observed in red light, and an increase in endoglucanase (19%) and protease (11%) under blue light. The total cellulase activity increased in all treatments, mainly under blue light (250%). Laccase activity under blue light decreased by 12% and did not change under other light conditions. Cultivation with light 5 min day-1 increased the production of endoglucanase (113%), protease (14%), and xylanase (100%) in red light. Blue light increased the activity of total cellulase (62%), protease (13%), and xylanase (100%). The green light inhibited total cellulase, but increased protease (25%) and xylanase (100%). Laccase activity did not change under light. Comparisons of lighting times showed that under continuous light there is a positive correlation between enzyme activity and the wavelength of light, while under light 5 min day-1 there is a negative correlation with light intensity. Lentinus crinitus U9-1 exposed to 24h day-1 light increased the activity of endoglycanase and pectinase at all wavelengths, mainly under blue light. Laccase, total cellulase, and xylanase activity decreased under light, with the greatest reductions in laccase under blue light (79%), total cellulase under green light (51%), and xylanase under red light (96%). The mycelial biomass was not affected by the light of 24 h day-1, except under blue light witj a reduction of 17%. The enzymatic extract produced in the light discolored the blue dye 220 in more than 90% in all treatments, but with no difference with the dark. The discoloration of the RBBR was greater under red light but without statistical difference. Lentinus crinitus U9-1 grown in light 12 h day-1 increased the activity of total cellulase and endoglucanase in all wavelengths of light, highlighting the 161% increase in total cellulase in green light and 396% in endoglucanase under blue light. Exposure to light for 1 or 5 min day-1, did not alter these activities. Laccase activity increased 18% in red light cultivation 12 h day-1, but decreased 17% in green light 5 min day-1. The pectinolytic activity was higher at all wavelengths at the 12 h day-1 exposure, but with light for 1 or 5 min day-1, it was reduced in all wavelengths. Xylanase activity increased 31% under blue light 12 h day-1. Biomass production was higher in all treatments, with the largest increases in green (97%) and red (89%) light for 12 h day-1. The discoloration of the blue 220 was 90%, except for the 12-hour day-1 exposure in blue and red light where it was less. The discoloration of the RBBR was greater on the second day of reaction under blue light (97%) and at the end of 72 hours of reaction, the red light showed the greatest discoloration of 69% and 70% with the enzymatic extract produced in the light for 1 and 5 min day-1, respectively.