Otimização das condições de cultivo do fungo filamentoso Fusarium sp. EA 1.3.7 para a produção de xilanases

Autores

  • Eloísa Alves Nogueira Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri campus JK, Diamantina
  • Tarcisio Michael Ferreira Soares de Oliveira Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri campus JK, Diamantina
  • Ingrid Cristina Santos Amorim Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri campus JK, Diamantina
  • Tássio Britto de Oliveira Universidade de São Paulo campus Ribeirão Preto
  • David Lee Nelson Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri campus JK, Diamantina https://orcid.org/0000-0001-7435-3675
  • Vivian Machado Benassi Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri campus JK, Diamantina http://orcid.org/0000-0002-6030-0473

DOI:

https://doi.org/10.5007/2175-7925.2021.e77440

Resumo

As xilanases são enzimas muito utilizadas em processos industriais, como no branqueamento de papel, indústria de panificação, clarificação de sucos e cerveja, maltagem e na produção de biocombustíveis, devido aos inúmeros benefícios e vantagens que o catalisador biológico apresenta. Nesse contexto, objetivou-se bioprospectar fungos filamentosos, selecionar um fungo potencial produtor de xilanases, otimizar a produção enzimática e realizar a caracterização bioquímica da enzima. Das onze morfoespécies de fungos filamentosos isolados a partir de três amostras de materiais orgânicos coletadas no solo da cidade de Diamantina, Minas Gerais, Brasil, selecionou-se o Fusarium sp. EA 1.3.7 como fungo potencial xilanolítico. As condições de cultivo do microrganismo foram padronizadas em meio submerso CP, durante seis dias, a 30ºC, utilizando como fonte de nitrogênio a peptona, e o farelo de trigo como fonte de carbono; as xilanases produzidas apresentaram maiores atividades a 52ºC e pH 5,3.

Biografia do Autor

Eloísa Alves Nogueira, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri campus JK, Diamantina

Instituto de Ciência e Tecnologia (ICT)/UFVJM

Tarcisio Michael Ferreira Soares de Oliveira, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri campus JK, Diamantina

Instituto de Ciência e Tecnologia (ICT)/UFVJM

Ingrid Cristina Santos Amorim, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri campus JK, Diamantina

Instituto de Ciência e Tecnologia (ICT)/UFVJM

Tássio Britto de Oliveira, Universidade de São Paulo campus Ribeirão Preto

Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto

David Lee Nelson, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri campus JK, Diamantina

Professor Visitante do Programa de Pós-Graduação em Biocombustíveis da UFVJM

Vivian Machado Benassi, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri campus JK, Diamantina

Instituto de Ciência e Tecnologia (ICT)/UFVJM

Referências

ADAMS, P. R. Mycelial amylase activities of thermofilic species of Rhizomucor, Humicola and Papulaspora. Mycopathology, New York, v. 112, p. 35-37, 1990.

BENASSI, V. M.; LUCAS, R. C.; JORGE, J. A.; POLIZELI, M. L. T. M. Screening of thermotolerant and thermophilic fungi aiming -xylosidase and arabinanase production. Brazilian Journal of Microbiology, São Paulo, v. 45, n. 4, 2014.

BENASSI, V. M.; LUCAS, R. C.; MICHELIN, M.; JORGE, J. A.; TERENZI, H. F.; POLIZELI, M. L. T. M. Production and action of an Aspergillus phoenicis enzymatic pool using different carbon sources. Brazilian Journal of Food Technology, Campinas, v. 15, p. 253-260, 2012.

CARDOSO, A. L. G. Prospecção de fungos filamentosos produtores de xilanases e/ou celulases para hidrólise enzimática do bagaço de cana-de-açúcar. 2011. 49 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Ambiental) - Centro Universitário UNISEB de Ribeirão Preto, Ribeirão Preto. 2011.

CHUTANI, P.; SHARMA, K. K. Biochemical evaluation of xylanases from various filamentousfungi and their application for the deinking of ozone treatednewspaper pulp. Carbohydrate Polymers, Amsterdam, v. 127, p. 54-63, 2015.

CYSNEIROS, C. S. S.; FERREIRA, R. N.; OLIVEIRA, M. A.; FAVORETTO, A. O.; ARNHOLD, E.; ULHOA, C. J. Produção, caracterização e avaliação de enzimas fibrolíticas na digestibilidade da forragem de milho. Ciência Animal Brasileira, Goiânia, v. 14, n. 4, p. 426-435, 2013.

DOMSCH, K. H.; GAMS, W.; ANDERSON, T. H. Compendium of soil fungi. Number 2. Eching: IHW-Verlag, 2007.

EMERSON, R. An experimental study of the life cycles and taxonomy of Allomyces. Lloydia, Annapolis. v. 4, p. 77-144, 1941.

FERNÁNDEZ-ESPINAR, M.T, RAMÓN, D., PIÑAGA, F., VALLÉS, S. Produção de xilanase por Aspergillus nidulans. FEMS Microbiology Letters, Birmingham, v. 91, n. 2, 91-96, 1992.

GUPTA, V. K.; GAUR, R.; GAUTAM, N.; KUMAR, P.; YADAV, I. J.; DARMWAL, N. S. Optimization of xylanase production from Fusarium solani F7. American Journal of Food Technology, Dubai, v. 4, n. 1, p. 20-29, 2009.

KHANNA, P.; SUNDARI, S. S.; KUMAR, N. J. Production, isolation and partial purification of xylanase from Aspergillus sp. World Journal of Microbiology & Biotechnology, Dordrecht, v. 11, p. 242-243, 1995.

MARQUES, N. P.; PEREIRA, J. C.; GOMES, E.; SILVA, R.; ARAÚJO, A. R.; FERREIRA, H.; RODRIGUES, A.; DUSSÁN, K. J.; BOCCHINI, D. A. Cellulases and xylanases production by endophytic fungi by solid state fermentation using lignocellulosic substrates and enzymatic saccharification of pretreated sugarcane bagasse. Industrial Crops and Products, Amsterdam, v. 122, p. 66-75, 2018.

MICHELIN, M.; POLIZELI, M. L. T. M.; RUZENE, D. S.; SILVA, D. P.; RUIZ, H. A.; VICENTE, A. A.; JORGE, J. A.; TERENZI, H. F.; TEIXEIRA, J. A. Production of xylanase and β-xylosidase from autohydrolysis liquor of corncob using two fungal strains. Bioprocess and Biosystems Engineering, Garching, v. 35, p. 1185-1192, 2012.

MILLER, G. L. Use of dinitrosalicylic acid reagente for determination of reducing sugar. Analytical Chemistry, Washington, v. 31, p. 426-428, 1959.

NOGUEIRA, C. F. O. Análise e caracterização do secretoma do fungo termofílico Malbranchea pulchella linhangem 6278. 2017. 133 f. Dissertação (Mestrado em Ciências) - Universidade de São Paulo, Lorena. 2017.

NWAGU, T. N.; OKOLO, B. N. Extracellular amylase production of a thermotolerant Fusarium sp. isolated from Eastern Nigerian soil. Brazilian Archives of Biology and Technology, Curitiba, v. 54, n. 4, p. 649-658, 2011.

OLIVEIRA T. B.; RODRIGUES A. Ecology of thermophilic Fungi. In: TIQUIA-ARASHIRO, S.; GRUBE, M. (Ed.). Fungi in extreme environments: ecological role and biotechnological significance. Cham: Springer, 2019. p. 39-57.

ORLANDELLI, R. C.; SPECIAN, V.; FELBER, A. C.; PAMPHILE, J. A. Enzimas de interesse industrial: produção por fungos e aplicações. SaBios: Revista de Saúde e Biologia, Campo Mourão, v. 7, n. 3, p. 97-109, 2012.

PASIN, T. M. Prospecção, purificação e propriedades funcionais de uma glucoamilase de Aspergillus japonicus: aplicação do extrato enzimático em reciclagem de papel. 2015. 155 f. Dissertação (Mestrado em Ciências) - Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto. 2015.

PASIN, T. M.; BENASSI, V. M.; MOREIRA, E. A.; JORGE, J. A. Prospecting Filamentous Fungi for Amylase Production: Standardization of Aspergillus japonicus culture conditions. British Biotechnology Journal, London, v. 4, p. 482-498, 2014.

PEDERSEN, M.; LAURITZEN, H. K.; FRISVAD, J. C.; MEYER, A. S. Identification of thermostable β-xylosidase activities produced by Aspergillus brasiliensis and Aspergillus niger. Biotechnology Letters, Dordrecht, v. 29, p. 743-748, 2007.

PEIXOTO, S. C.; JORGE, J. A.; TERENZI, H. F.; POLIZELI, M. L. T. M. Rhizopus microsporus var. rhizopodiformis: a thermotolerant fungus with potential for production of thermostable amylases. International Microbiology, Berlin, v. 6, p. 269-273, 2003.

POLIZELI, M. L. T. M. Properties and commercial applications of xylanases from fungi. In: RAI, M. (Ed). Advances in fungal biotechnology. Chapter 4. New Delhi: IK International Publisher, 2009. p. 82-108.

RIZZATTI, A. C. S.; JORGE, J. A.; TERENZI, H. F.; RECHIA, C. G. V.; POLIZELI, M. L. T. M. Purification and properties of a thermostable extracellular α-D-xylosidase produced by thermotolerant Aspergillus phoenicis. Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology, Berlin, v. 26, p. 156-160, 2001.

SALES, M. R.; MOURA, R. B.; PORTO, T. S.; MACEDO, G. R.; PORTO, A. L. F. Variáveis que influenciam a produção de celulases e xilanase por espécies de Aspergillus. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, v. 45, n. 11, p. 1290-1296, 2010.

SILVA, C. H. C.; PULS, J.; SOUSA, M. V.; FILHO, E. X. F. Purification and characterization of a low molecular weight xylanase from solid-state cultures of Aspergillus fumigatus Fresenius. Revista de Microbiologia, São Paulo, v. 30, n. 2, p. 114-119, 1999.

SILVA, P. O. Purificação e caracterização bioquímica da xilanase produzida por Aspergillus japonicus e imobilização enzimática em alginato. 2016. 67 f. Dissertação (Mestrado em Bioquímica e Biologia Molecular) - Universidade Federal de Mato Grosso do Sul, Campo Grande. 2016.

SIMÕES, M. L. G.; TAUK-TORNISIELO, S. M. Comparison of the traditional technique and automatized turbidimetric method in the cultivation in different carbon sources of filamentous fungi isolated of soil in caatinga area. HOLOS Environment, Rio Claro, v. 5, n. 2, p. 94, 2005.

SIMÕES, M. L. G.; TAUK-TORNISIELO, S. M.; TAPIA, D. M. Triagem das condições de cultivo para produção de xilanase por fungos filamentosos. African Journal of Biotechnology, Nairobi, v. 8, n. 22, 6317-6326, 2009.

SOBRAL, L. V.; MELO, K. N.; SOUZA, C. M.; SILVA, S. F.; SILVA, G. L. R.; SILVA, A. L. F.; WANDERLEY, K. A. A.; OLIVEIRA, I. S.; CRUZ, R. Antimicrobial and enzymatic activity of anemophilous fungi of a public university in Brazil. Annals of the Brazilian Academy of Sciences, Rio de Janeiro, v. 89, p. 2327-2340, 2017.

SOUZA, M. T. S.; MARINHO, B. M.; PASIN, T. M.; NELSON, D. L.; BENASSI, V. M. Prospection of filamentous fungi and the production of amylase by Aspergillus sp. M1.7.2. The Journal of Engineering and Exact Sciences, Viçosa, v. 6, n. 3, 2020.

SUGIHARTO, S. A review of filamentous fungi in broiler production. Annals of Agricultural Sciences, Cairo, v. 64, p. 1-8, 2019.

TREVISAN, H. C. Lipases. In: SAID, S.; PIETRO, R. C. L. R. Enzimas como agente biotecnológico. 1 ed. Ribeirão Preto: Legis Summa, 2004. p. 115-135.

TROIANO, D.; ORSAT, V.; DUMONT, M. J. Status of filamentous fungi in integrated biorefineries. Renewable and Sustainable Energy Reviews, Belfast, v. 117, 109472, 2020.

VICI, A. C. Produção, purificação e imobilização de lipases produzidas por Beauveria brongniartii. 2010. 139 f. Dissertação (Mestrado em Ciências) - Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto. 2010.

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Publicado

2021-03-04

Edição

Seção

Artigos