Potencial biotecnológico de basidiomicetos cultivados em bagaço de cana-de-açúcar na descolaração de corantes têxteis

Mestrado em Biotecnologia Aplicada à Agricultura
Autor: Magali Ferreira Tavares
Orientador: Juliana Silveira do Valle
Defendido em: 27/11/2015

Resumo

Compostos considerados recalcitrantes como corantes da indústria têxtil, podem ser degradados através da ação de enzimas fúngicas específicas como as ligninases de basidiomicetos. Avaliaram-se fungos com potencial para a produção de enzimas ligninolíticas em meio à base de bagaço de cana-de-açúcar.Todos os ensaios foram realizados em duplicata, a 28ºC por 15 dias e a atividade de lacase determinada a cada 5 dias. Três linhagens produziram atividade máxima de lacase (p≤0,05) no 10º dia sendo Lentinus crinitus U9/1 com 4631,5 U/g, Lentinus sp U13/5 com 4270,2 U/g e Pleurotus ostreatus U6/9 com 1491,7U/g. O IsoladoU13/4 produziu 4533,11 U/g em 15 dias.A maior atividade de lignina peroxidase foi observada para L. crinitus U9/1 (13,4 U/g) no 25º dia, Isolado U13/4 (5,9 U/g) no 15º dia, Lentinus sp U13/5 (5,4 U/g)no 10º dia e P. ostreatusU6/9 não apresentou atividade. Nenhuma das linhagens apresentou atividade de manganês peroxidase. O uso de diferentes extratores não afetou de forma significativa a atividade de lacase, optando-se por usar tampão acetato de sódio 0,05 M pH 5. A adição de fontes adicionais de carbono sobre a atividade de lacase de Lentinus crinitus U9/1 foi avaliada. Ao empregar-se glicose (1679,2 U/g) a atividade de lacase não diferiu de forma significativa (p≤0,05) do controle, sem fonte de carbono adicional. Entretanto, manitol (1119,1 U/g), glicerol (1085,5 U/g) e sacarose (666,6 U/g) reduziram (p≤0,05) a atividade de lacase. Quando se empregaram diferentes concentrações de glicose, a maior atividade de lacase (p≤0,05) ocorreu na presença de 10 g/L (1636,4 U/g).A fonte de nitrogênio que afetou positivamente a atividade de lacase foi a mistura de ureia e peptona contendo 1,0 g/L de nitrogênio (6554 U/g). O extrato bruto enzimático de L. crinitusU9/1 descoloriu todos os corantes têxteis avaliados: azul 220 e azul 19 (100%), preto 5 (80%), RBBR (62%), vermelho (19%) e amarelo 145 (18%). Conclui-se que L. crinitusU9/1 é uma linhagem que apresenta capacidade de produção de lacase com atividade descorante tanto sobre corantes antraquinônicos quanto sobre azo corantes.

Palavras-chave

Lacase, manganês peroxidase, lignina peroxidase, biodegradação, azocorante, antraquinona.

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Title

Biotechnological potential for textile dyesdecolorization of basiodiomycetes cultivated in sugarcane bagasse

Abstract

Compounds considered as recalcitrant dyes from the textile,can be degraded by the action of specific fungal enzymes such as ligninases from basidiomycete. We evaluated the potential of basidiomycetes strains to produce ligninolytic enzymes in sugarcane bagasse. All assays were conducted in duplicate at 28 °C for 15 days and the laccase activity determined every 5 days. Three strains produced maximum laccase activity (p≤0.05) on the 10th day: Lentinus crinitus U9/1 with4631.5 U/g, Lentinus sp U13/5with4270.2 U/g and Pleurotus ostreatusU6/ 9with1491.7 U/g. The Isolate U13/4 produced 4533.11 U/g in 15 days. Lignin peroxidase activity was observed for L. crinitus U9/1 (13.4 U/g) on the 25th, isolateU13/4 (5.9 U/g) on the 15th day, Lentinus sp U13/5 (5.4 U/g) on the 10th day and P. ostreatusU6/9 showed no activity. None of the strains showed manganese peroxidase activity. The use of different solution to extract did not affect significantly the laccase activity, so sodium acetate buffer 0.05M pH 5 were used. The effect of extra carbon sources on laccase activity of L. crinitusU9/1 was evaluated. Glucose (1679.2 U/g) did not affect significantly (p≤0.05) the laccase activity. However, mannitol (1119.1 U/g), glycerol (1085.5 U/g) and sucrose (666.6 U/g) reduced (p≤0.05) laccase activity. When different glucose concentrations were used, higher laccase activity (p≤0.05) occurred in the presence of 10 g/L (1636.4 U/g). The nitrogen source which positively affected the laccase activity was the mixture of urea and peptone containing 1.0 g/L of nitrogen (6554 U/g). The crude enzymatic extract of L. crinitusU9/1 degraded all the textile dyes tested: Blue 220 and blue 19 (100%), black 5 (80%), RBBR (62%), red 195 (19%) and yellow 145 (18%). Lentinus crinitusU9/1 is a strain that has laccase production capacity with bleach activity on both anthraquinone dyes and azo-dyes.

Keywords

Laccase, manganese peroxidase, lignin peroxidase, biodegradation, azo-dyes, anthraquinone.