Produção de α-amilase obtida de Aspergillus niger ATCC 1004 por fermentação em estado sólido utilizando resíduos de Croton linearifolius como substrato

Autores

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v10i11.19891

Palavras-chave:

Bioprocessos; Cinética enzimática; Otimização.

Resumo

O objetivo desse trabalho foi otimizar a produção e caracterizar a α-amilase produzida por Aspergillus niger através de fermentação em estado sólido, utilizando resíduos das folhas de C.linearifolius como substrato. Para otimização, a temperatura de incubação, umidade inicial e tempo de fermentação foram combinados com base no planejamento experimental Doehlert. A maior produtividade da enzima foi 122.88 Ug-1, a 33ºC, 70% de umidade e 14 dias de tempo. Na caracterização enzimática, o extrato enzimático apresentou pH 5 e temperatura 50°C, e a α-amilase foi termoestável até 60°C, mantendo mais de 90% da atividade. Na avaliação do efeito de adição de sal, carbonato de sódio, cloreto de cálcio, cloreto de ferro, e cloreto de cobalto aumentaram a atividade da α – amilase, enquanto o potássio e o sódio de seus cloretos serviram como inibidores enzimáticos. Os valores de Km e Vmáx encontrados foram 0.04 mg/mL e 46.95 µmol/min/mL, respectivamente, indicando que o substrato possui afinidade para α - amilase. Portanto, os resultados demonstram que os resíduos de C.linearifolius podem ser utilizados como substrato para A.niger na produção de extratos enzimáticos, como α – amilase.

Biografia do Autor

Juliana Antunes da Luz, State University of Southwest Bahia

Graduação em Ciências Biológicas e Mestra em Ciências Ambientais.

Dhiéssica dos Santos Ribeiro, Federal University of Bahia

Graduação em Química, Mestra em Química e Doutoranda em Biotecnologia.

Jabson Menezes Teixeira, State University of Santa Cruz

Graduação em Ciências Biológicas e Mestrando em Biologia e Biotecnologia de Microrganismos.

Thamilly Moreira Silva, State University of Southwest Bahia

Graduação em Nutrição, Especialista em Nutrição Clínica e Saúde Pública, Doutoranda em Bioquímica e Biologia Molecular.

Danilo Junqueira Leão, State University of Southwest Bahia

Bacharel em química, mestre e doutor em química. Professor Adjunto da Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia (UESB).  

Marcelo Franco, State University of Santa Cruz

Graduação em química, mestre e doutor em química. Professor pleno na Universidade Estadual de Santa Cruz (UESC).     

Simone Andrade Gualberto, State University of Southwest Bahia

Graduação em farmácia, Especialização em Desenho de Fármacos, Doutorado em Ciências Farmacêuticas. Professora Pleno da Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia (UESB).

Janaína Silva de Freitas , State University of Southwest Bahia

Graduada (Licenciada e Bacharel) em Ciências Biológicas, Doutora em Bioquímica. Professora Titular da Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia (UESB). 

Referências

Adejuwon, A. O., Tsygankova, V. A., & Alonge, O. (2018). Effect of cultivation conditions on activity of a-amylase from a tropical strain Aspergillus flavus Link. J. Microbiol. Biotech. Food Sci. 7 (6), 571-575.

Aisien, E. T., & Igbinosa, I. H. (2019). Production, purification, and characterization of a-amylase from Aspergillus niger, Aspergillus flavus and Penicillium expansum using cassava peels as substrate. Nig. J. Biotech. 36 (2), 114 -126.

Ali, I., Akbar, A., Anwar, M., Prasongsuk, S., Lotrakul, P., & Punnapayak, H. (2015). Purification and Characterization of a Polyextremophilic a-Amylase from an Obligate Halophilic Aspergillus penicillioides Isolate and Its Potential for Souse with Detergent. BioMed Res. Int., 01-08.

Asrat, B., & Girma, A. (2018). Isolation, production and characterization of amylase enzyme using the isolate Aspergillus niger FAB-211. Int. J. Biotechnol. Mol. Biol. Res. 9(2), 7-14.

Cordeiro, I., Secco, R., Carneiro-Torres, D. S., Lima, L. R de, Caruzo, M. B. R., Berry, P., Riina, R., Silva, O. L. M., Silva, M. J da; & Sodre, R. C. (2015). Croton in Lista de Especies da Flora do Brasil. Jardim Botanico do Rio de Janeiro.

Dey, T. B., & Banerjee, R. (2015). Purification, biochemical characterization and application of a-amylase produced by Aspergillus oryzae IFO-30103. Biocatal. Agric. Biotechnol. 4 (1), 83-90.

El-Feky, R. M., Fattah, A. F. A. K. A., Gibriel, A. Y., & Farag, A. A. (2019). Optimization the parameter process of solid-state fermentation to produce the fungal a-amylase on agro-industrial by-products. AUJAS. Ain Shams Univ. Special Issue, 27(1), 441-456.

Freitas, S. L., Silva, T. M., Franco, M., Bonomo, P., & Freitas, J. S de. (2017). Fermentacao de farelo de mandioca, para obtencao de xilanase, a partir de um fungo endofitico. Enciclopedia Biosfera. Centro Cientifico Conhecer. 14(26), 995-1008.

Ghose, T. K. (1987). Measurement of cellulase activities. Pure & app. Chem. 59 (2), 257-268.

Gonzalez, G. V., Torres, E. F., Aguilar, C. N., Gomes, S. J. R., Godinez, G. D., & Augur, C. (2002). Advantages of fungal enzyme production in solid state over liquid fermentation systems. Biochem. Eng. J. 3643, 1-11.

Kanti, A., & Sudiana, I. M. (2018). Production of Phytase, Amylase and Cellulase by Aspergillus, Rhizophus and Neurospora on Mixed Rice Straw Powder and Soybean Curd Residue. IOP Conf. Ser. Earth Environ. Sci. 166.

Lineweaver, H., & Burk, D. (1934). The determination of enzyme dissociation constants. J. Am. Chem. Soc. 56, 658-666.

Mahmood, S., Shahid, M. G., Irfan, M., Nadeem, M., & Syed, Q. (2018). Partial Characterization of a-amylase Produced from Aspergillus niger using Potato Peel as Substrate. Punjab Univ. J. Zoo. 33(1), 22-27.

Miller, G. L. (1959). Use of dinitrosalicylic acid reagent for determination of reducing sugar. Anal. Chem. 31(3), 426-428.

Mukherjee, R., Tanmay, P., Soren, JP., Halder, S. K., Mondal, K. C., Pati, B. R., & Das Mohapatra, P. K. (2019). Acidophilic a-Amylase Production from Aspergillus niger RBP7 Using Potato Peel as Substrate: A Waste to Value Added Approach. Waste Biomass. Valor. 10, 851-863.

Nelson, D. L., & Cox, M. M. (2014). Principios de Bioquimica de Lehninger. (6a ed.), Editora Artmed.

Okolo, B. N., Ezeogu, L. I., & Mba, C. N. (1995). Production of raw starch digestive amylase by Aspergillus niger graown on native starch sources. J. Sci. Food Agric. 69, 109-115.

Onofre, S. B., Abatti, D., Refosco, D., Tessara, A. A., Onofre, J. A. B., & Tessaro, A. B. (2016). Characterization of a-amilase produced by the endophytic straim of penicillium digitatym in solid state fermentation (SSF) and submerged fermentation. Afr. J. Biotechnol. 5 (28), 1511-1519.

Pandey, A. (2003). Solid state fermentation. Biochem. Eng. J. 13(2/3), 81-84.

Panesar, R., Kaur, S., & Panesar, P. S. (2015). Production of microbial pigments utilizing agro-industrial waste: a review. Curr. Opin. Food Sci. 1, 70-76.

Ravindran, R., Hassan, S. S., Williams, G. A., & Jaiswal, A. K. (2018). A Review on Bioconversion of Agro-Industrial Wastes to Industrially Important Enzymes. Bioengineering. 5 (4), 1-20.

Reilly, C. M., Kim, J., Lynn, J., Simmons, B. A., Gladden, J. M., Magnuson, J. K., & Baker, S. (2018). Forward genetics Screen coupled with whole-genome resequencing identifics novel gene targets for improving hetendogous enzyme production in Aspergillus niger. Appl. Microbiol. Biotechnol. 102(4), 1797-1807.

Reguly, J. C. (2000). Biotecnologia dos processos fermentativos: producao de enzimas e engenharia das fermentacoes. Pelotas: Editora Universitaria.

Sadh, P. K., Duhan, S., & Duhan, J. S. (2018). Agro-industrial wastes and their utilization using solid state fermentation: a review. Bioresour. Bioprocess. 5(1), 1-15.

Shah, I. J., Gami, P. N., Shukla, R. M., & Acharya, D. K. (2014). Optimization for a-amylase production by Aspergillus oryzae using submerged fermentation technology. Basic Res. J. Microbiol. 1(4), 01-10.

Shafique, S., & Shafique, S. (2017). Partial purification and characterization of a-amylase from hyperactive mutants of Aspergillus niger for economic enzyme production and starch hydrolysis. Int.J.Biol. Biotech., 14 (2), 159-167.

Santana, L. S. M. de, Goncalves, Z. S., & Franco, M. (2012). A producao de amilase a partir da fermentacao em estado solido do farelo de cacau. Enciclopedia Biosfera, Centro Cientifico Conhecer, 8 (14), 1981-1982.

Santos, I. R., Mendes, T. P. S., Miranda, A. C. A., Costa, D. N., Figueroa, G. M., Soares, V. D. M., Valasques Jr, G. L., & Cedro, P. E. P. (2020). Production and characterization of amylase obtained from Rhizopus microsporus var. oligosporus. Research, Society and Development, 9(7), 1-13.

Santos, J. C., Leal, I. R., Cortez, J. S. A., Fernandes, G. W. & Tabarelli, M. (2011). Caatinga: The scientific negligence experienced by a dry tropical forest. Trop. Conserv. Sci. 4 (3), 276-286.

Santos, P. S. dos, Solidade, L. S., Souza, J. G. B., Lima, G. S., Braga Jr, A. C. R., Assis, F. G. V de, & Leal, P. L. (2018). Fermentacao em estado solido em residuos agroindustriais para producao de enzimas: uma revisao sistematica. JCEC. 4 (2).

Shruthi, B. R., Achur, R. N. H., & Boramuthi, T. N. (2020). Optimized Solid State Fermentation Medium Enhances the Multienzymes Production from Penicillium citrinum and Aspergillus clavatus. Curr. Microbiol. 77, 2192 - 2206.

Silva, S. L. C., Gualberto, S. A., Carvalho, K. S., & Fries, D. D. (2014). Avaliacao da atividade larvicida de extratos obtidos do caule de Croton linearifolius Mull. Arg. (Euphorbiaceae) sobre larvas de Aedes aegypti (Linnaeus, 1762) (Diptera: Culicidae). Biotemas. 27(2), 79-85.

Silva, T. S. S., Freitas, J. S., Santos, E. S. L. dos, Cardoso, T. S., & Cerqueira-Silva, C. B. M. (2018). Caracterizacao e selecao de marcadores moleculares em Croton linearifolius Mull. Arg. como subsidio para estudos geneticos. Multi-Science Journal. 1 (10), 4-8.

Tung, Q. T., Miyata, N., & Iwahori, K. Growth of Aspergillus oryzae during treatment of cassava starch processing wastewater with higt contente of suspended solids. J. Biosci. Bioeng. 97(5), 329-335.

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Publicado

07/09/2021

Como Citar

LUZ, J. A. da .; RIBEIRO, D. dos S.; TEIXEIRA, J. M.; SILVA, T. M.; LEÃO, D. J.; FRANCO, M.; GUALBERTO, S. A.; FREITAS , J. S. de . Produção de α-amilase obtida de Aspergillus niger ATCC 1004 por fermentação em estado sólido utilizando resíduos de Croton linearifolius como substrato . Research, Society and Development, [S. l.], v. 10, n. 11, p. e510101119891, 2021. DOI: 10.33448/rsd-v10i11.19891. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/19891. Acesso em: 30 jun. 2024.

Edição

Seção

Ciências Agrárias e Biológicas