Pesquisa
Produção de lacase de Agaricus blazei cultivado em meio a base de subprodutos agroindustriais
Mestrado em Biotecnologia Aplicada à Agricultura
Autor: Genyfer Poline Neri de Souza
Orientador: Juliana Silveira do Valle
Defendido em: 29/02/2016
Resumo
Lacases são cobre polifenol oxidases que utilizam o potencial redox dos íons de cobre para catalisar a redução do oxigênio molecular à água, simultaneamente à oxidação de um substrato fenólico. Possuem aplicações na indústria têxtil, de papel e celulose e no tratamento de efluentes e sua produção é descrita como depende da linhagem fúngica, condições de cultivo e componentes do meio. O objetivo deste trabalho foi otimizar as condições de cultivo para a produção de lacase de linhagens de A. blazei. Foram avaliadas três linhagens (U2/2, U7/1 e U7/3) de A. blazei da micoteca do Laboratório de Biologia Molecular da UNIPAR. Realizou-se testes para determinação das melhores condições de cultivo (estático e sob agitação), da concentração ideal de nitrogênio e cobre, bem como a melhor fonte de carbono, visando a produção de lacase. Diferentes compostos foram testados como indutores da atividade enzimática. Os resultados obtidos mostram que a melhor concentração de nitrogênio para a produção de lacase variou de acordo com a linhagem analisada, bem como a condição de cultivo (estático/sob agitação), sendo que A. blazei U2/2 mostrou maior atividade de lacase em cultivo estático na ausência de nitrogênio (36949 U/L), A. blazei U7/1 produziu mais lacase em cultivo agitado com 2 g/L de ureia (23859 U/L) e A. blazei U7/3 apresentou maior atividade de lacase em cultivo agitado e na ausência de nitrogênio (32193 U/L). O cultivo utilizando melaço de cana aumentou a atividade de lacase de todas as linhagens, sendo A. blazei U7/3 a linhagem com a maior atividade (40248 U/L). A adição de cobre ao meio de cultivo não aumentou a atividade de lacase. Vanilina (4-hidroxi-3-metoxibenzaldeído) aumentou a atividade de lacase de A. blazei U2/2 (44277 U/L) e para A. blazei U7/3, elevada atividade enzimática (40399 U/L e 168 U L-1 h-1) foram alcançados já no 10º dia de cultivo com a adição de vanilina. Em condições otimizadas de cultivo, A. blazei U2/2 (61250 U/L) e A. blazei U7/3 (54614 U/L) apresentaram as maiores atividades de lacase, ambas no 29º dia de cultivo. Entretanto, A. blazei U7/1 foi a linhagem com maior produtividade enzimática (156 U L-1 h-1) com pico de atividade (37478 U/L) no 10º dia de cultivo. Nossos resultados elucidam aspectos importantes para a produção de lacase de diferentes linhagens de A. blazei em meio de cultivo alternativo podendo ser relevante para a produção de lacase em condições economicamente viáveis.
Palavras-chave
Basidiomicetos, Agaricus brasiliensis, Agaricus subrufescens, subprodutos agroindustriais, melaço de cana, enzima.
Title
Agaricus blazei laccase production by cultivation with agro industrial wastes
Abstract
Laccases are copper polyphenol oxidases using the redox potential of the copper ions to catalyze the reduction of molecular oxygen to water while oxidizing a phenolic substrate. They have applications in the textile, pulp and paper industry and in the treatment of effluents and the production of laccase is dependent on the fungal strain, cultivation methods and components of the culture medium. The objective of this study was to optimize the culture conditions for the production of laccase strains of A. blazei. Three strains (U2/2, U7/1 and U7/3) obtained from the Paranaense University mycological culture collection ware evaluated. Tests were performed to determine the best mode of cultivation (static and agitated), the optimal concentration of nitrogen and copper, as well as the best carbon source in order to produce laccase. Different compounds were tested as inducers of enzyme activity. The results show that the best concentration of nitrogen for laccase production changed according to the analyzed line, as well as the cultivation conditions (static / stirring), and A. blazei U2/2 showed the highest laccase activity static cultivation in the absence of nitrogen (36949 U/L), A. blazei U7/1 produced more laccase in agitated culture with 2 g/L of urea (23859 U/L) and A. blazei U7/3 showed higher activity of laccase in agitated culture in the absence of nitrogen (32193 U/L). The cultivation using molasses increased laccase activity of all strains being A. blazei U7/3 strain with the highest activity (40248 U/L). The addition of copper to the medium did not increase the laccase activity. Vanillin (4-hydroxy-3-methoxybenzaldehyde) increased laccase activity A. blazei U2/2 (44277 U/L) and A. blazei U7/3, high enzymatic activity (40399 U / L and 168 U L- 1 h-1) have been reached on the 10th day of culture with addition of vanillin. In optimized cultivation conditions, A. blazei U2/2 (61250 U/L) and A. blazei U7/3 (54614 U/L) showed the highest activity of laccase, both on the 29th day of culture. However, A. blazei U7/1 was the line with higher enzyme productivity (156 U L- 1 h-1) with activity peak (37478 U/L) on the 10th day of culture. Our results elucidate important aspects for laccase production of different strains of A. blazei in alternative means of cultivation may be relevant for laccase production under economic conditions.
Keywords
Basidiomycetes, Agaricus brasiliensis, Agaricus subrufescens, sugarcane molasses, enzyme.