Produção de ligninases por basidiomicetos através de fermentação em estado sólido, caracterização e aplicação das enzimas

Abstract

As ligninases atualmente têm sido consideradas de grande importância para indústria papeleira no branqueamento da polpa e em processos de tratamento de resíduos contendo compostos recalcitrantes como aromáticos derivados de corantes e organoclorados. Neste trabalho foi estudada a produção de três ligninases (manganês peroxidase, lignina peroxidase e lacase) por três linhagens de basiodiomicetos: Coriolopsis byrsina 16, Gloephylum cf. striatum 40 e Lentinus sp 48. por um período de cultivo de seis semanas. Foram avaliados cinco diferentes resíduos agrícolas (casca de amendoim, palha de arroz, farelo de trigo, palha de milho e bagaço de cana) e produção de enzimas para os três fungos, além da influência de três fontes de nitrogênio ((NH4)2SO4, (NH4)2HPO4 e (NH4)2SO4 + (NH4)2HPO4) no crescimento e produção de ligninases. Entre as condições de fermentação testadas, a melhor produção de lacase (49011 U/g) foi obtida a partir do Coriolopsis byrsina 16, cultivado em farelo de trigo por três semanas, suplementado com solução de (NH4)2HPO4 + (NH4)2SO4. O Lentinus sp. 48 apresentou uma produção de 15080 U/g, quando cultivado em meio de farelo de trigo suplementado com solução de (NH4)2SO4, por três semanas de cultivo. A lacase de Coriolopsis byrsina 16 apresentou temperatura ótima de 60°C, e a lacase de Lentinus sp. 48 a 65°C. Os pHs ótimos das lacases foram de 3,5 para o Coriolopsis byrsina 16 e 3,0 para o Lentinus sp. 48. Foi avaliado o potencial de descoloração dos extratos enzimáticos brutos sobre oito corantes sintético. O corante Cibacron Blue foi descolorado em 69, 3% e o cristal violeta em 63% com o extrato enzimático de Coriolopsis byrsina. O corante Orange II perdeu 63,5% da cor após o tratamento com solução enzimática de Lentinus sp. 48.

Nowadays, the ligninases are considered very important to the paper industry in the pulp whitening and in the residual treatment processes, containing recalcitrant compounds acting as aromatics derived from colorings and organochlorine. In this study, it was analyzed, in a culture period of six weeks, the production of three ligninases (manganese peroxidase, lignin peroxidase and laccase) per three lineages of basiodiomycetes: Coriolopsis byrsina 16, Gloephylum cf. striatum 40 e Lentinus sp 48. It was evaluated five different agricultural residues (peanut shell, rice straw, wheat bran, corn straw and sugar-cane bagasse) and the production of enzymes for three fungi, besides the influence of three nitrogen sources ((NH4)2SO4, (NH4)2HPO4 and (NH4)2SO4+(NH4)2HPO4) in the ligninases growth and production. In the fermentation conditions tested, the best production of laccase (49011 U/g) was obtained from Coriolopsis byrsina 16, cultivated in wheat bran for three weeks, and supplemented with a solution of (NH4)2HPO4 + (NH4)2SO4. The Lentinus sp. 48 had a production of 15808 U/g when cultivated in wheat bran for three weeks, and supplemented with a solution of (NH4)2SO4. The Coriolopsis byrsina 16 laccase demonstrated an excellent temperature of 60°C, and the Lentinus sp. 48 laccase of 65°C. The considerable pHs of the laccases were 3,5 for the Coloriopsis byrsina 16 and 3,0 for the Lentinus sp. 48. It was evaluated the discoloration potential of the raw enzymatic extracts in eight synthetic colorings. The coloring Cibacron Blue was discolored in 69, 3% and the crystal violet in 63% with the enzymatic extract of Coriolopsis byrsina. The coloring Orange II lost 63,5% of its color after the treatment with the enzymatic solution of Lentinus sp. 48.