ISBN 978-85-85905-10-1
Área
Bioquímica e Biotecnologia
Autores
Costa, G. (UFPA) ; Santos, A. (UFPA) ; Lee, M. (UFPA) ; Souza, M. (UFPA)
Resumo
As pectinases são um grupo de enzimas que degradam substâncias pécticas, empregadas nas indústrias de extração e clarificação de sucos de frutas e no tratamento e degomagem de fibras têxteis. Vinte e um microrganismos passaram por avaliação quanto à capacidade de produzir pectinases em meio sólido. Estes foram adquiridos da Micoteca do grupo de pesquisa LabIsisBio da UFPA, codificados de MIBA. Desses, 20 apresentaram halo de degradação da pectina. As melhores linhagens obtiveram índice enzimático 5, 5,5 e 6, MIBA-0134, 0156 e 069, respectivamente. O tempo de crescimento em meio sólido, fonte de carbono o bagaço de laranja, os fungos MIBA-0156 e 500 atingiram o diâmetro da placa de Petri em 4 dias. Relacionando os resultados o 0156 mostrou ser um promissor na produção de pectinases.
Palavras chaves
Pectinases; enzimas; degradação da pectina
Introdução
As pectinases são um grupo de enzimas que degradam substâncias pécticas, hidrolisando as ligações glicosídicas ao longo da cadeia de resíduos de ácido galacturônico. Tem aplicações na extração e clarificação de sucos, tratamento de fibras têxteis, fermentação de chá e chocolate (UENOJO & PASTORE, 2007). Classificadas quanto ao modo de ação em hidrolases (poligalacturonase), quebram as uniões α – 1,4 e liases (pectina liase) resultam em galacturonídeos com uma ligação insaturada entre os carbonos 4 e 5 (PEREIRA, 2012). O ataque da pectinase resulta em dois eventos diferentes, na catalise de moléculas pécticas em frações menores, contribuindo para a turbidez. Ou no encapsulamento de partículas proteicas de pectina em suspensão, isto é, no aumento da turbidez transitória (COLLARES, 2011). Existi três tipos principais de pectinases: pectina esterase (desesterificante ou desmetoxilante) retira os grupos metil éster; as despolimerizantes (enzimas hidrolíticas e liases) clivam as ligações glicosídicas das substâncias pécticas e as protopectinasessolubilizam protopectina para formar pectina (UENOJO & PASTORE, 2007). A síntese de enzimas pectinolíticas é comum entre os gêneros Aspergillus, Penicillium e Rhizopus. Os fungos são os preferidos em escala industrial, pois entorno de 90% das enzimas podem ser secretadas no meio de cultura (UENOJO, 2003). Selecionar fungos pectinolíticos das sementes de mandioca e andiroba tem o objetivo de investigar a produção da enzima em questão para o uso nas indústrias. Substratos cítricos como cascas, bagaços de frutas e farelo de trigo são fontes de carbono disponível, por serem resíduos agroindustriais abundantes (REZENDE et al.,2009). Por isso a utilização do bagaço de laranja como meio sólido para a minimização ou reaproveitamento.
Material e métodos
LOCAL E OBTENÇÃO DOS MICRORGANISMOS Os testes ocorreram nos Laboratórios de Investigação Sistemática em Biotecnologia e Biodiversidade Molecular (LabISisBio) situado na Universidade Federal do Pará (UFPA), em Belém, PA. Utilizou-se 21 isolados fúngicos, adquiridos da Micoteca do grupo de pesquisa LabISisBio, sendo estes isolados das sementes de mandioca e da andiroba. Denominados de MIBA (microrganismos de interesse biotecnológico da Amazônia. Semeados em meio de cultura ágar batata dextrose, meio de manutenção e armazenados a temperatura ambiente. TESTE ENZIMÁTICO O meio sólido empregado para ativação das pectinases é de composto de 1% bagaço de laranja, 0,25% peptona, 0,25% extrato de levedura e 2% ágar. O bagaço foi desidratado em estufa e triturado, adquirido no comércio local da cidade de Ananindeua-PA. Esterilizado a 121°C a 1 atm por 15 minutos. Os microrganismos inoculados, após atingirem o diâmetro da placa sofreram repique para o meio Mac Ilvaine. Constituído de 0,774% ácido cítrico, 1,793% hidrogenofosfato dissódico(Na2HPO4), 0,25% pectina cítrica e 1,5% ágar. Com o pH ajustado para 6 e esterilizado. Os fungos neste meio permaneceram acondicionados em BOD (estufa biológica), a 40°C, por até 5 dias. Utilizou-se o Lugol (0,3% de iodo e 1% de iodeto de potássio) como solução reveladora, descartado após 10 minutos de ensaio. A atividade pode ser observada quando formar um halo claro ao redor da colônia (PEREIRA, 2009). ÍNDICE ENZIMÁTICO A determinação do índice enzimático (IE) é a relação do diâmetro do halo da pectinase e o diâmetro médio da colônia (medidos com régua), os que apresentaram maior IE são os de melhor atividade enzimática. IE = diâmetro do halo/diâmetro da colônia
Resultado e discussão
A seleção de microrganismos pectinolíticos realizou-se segundo a metodologia
adaptada de Pereira (2009) apresentada no trabalho. Das 21 linhagens testadas,
20 foram positivos, isto é, observou-se o halo de degradação de cor amarelada em
torno da colônia. Os valores do diâmetro de pectinase e do micélio são expostos
na Tabela. 1. A fonte de carbono utilizada nos testes enzimáticos constitui de
pectina cítrica (Sigma), contudo até os isolados que não se visualizou os halos
de degradação cresceram no meio. Dentre os microrganismos detectados no ensaio
positivamente, os que expressaram o melhor desempenho, ou seja, maiores índices
enzimáticos da pectinase consistiram nos MIBA-0069, 0134 e 0156, 6, 5,5 e 5,
respectivamente. Como pode ser percebido na Tabela. 1. os resultados alcançados
descritos comparados ao de Pereira (2012) que obteve índice enzimático máximo de
1,8 com a metodologia de Mckay sem indução prévia e UENOJO (2003) que conseguiu
halo de pectinase de 3 cm , ao empregar um meio suplementado com pectina antes
da inoculação em meio específico para a revelação contribui para o aumento da
produção de pectinases.
Na Fig. 1 ao analisar o tempo de crescimento dos fungos pectinolíticos com IE>3
no meio de cultura que utiliza o bagaço de laranja como fonte de carbono, os
MIBA-0156 e 0500 atingiram o diâmetro da placa de Petri em quatro dias. Isso
induz que esses microrganismos se adaptaram ao bagaço de laranja em um tempo
menor. O estudo de Rezende et al. (2009) reportou que microrganismos capazes de
degradar a pectina podem ter um papel biotecnológico no tratamento dos resíduos
agroindustriais. Os dados obtidos do teste enzimático e crescimento micelial
instigam que a linhagem 0156 mostrou ser um promissor na produção de pectinases.
Relação do halo de pectinase obtidos com o tamanho da colônia e respectivos índices enzimáticos.
Gráfico do crescimento das linhagens pectinolíticas que alcançaram índice enzimático maior que 3, meio de cultura com bagaço de laranja.
Conclusões
As pectinases são amplamente utilizadas na indústria motivo pelo qual há estudos de isolamento, seleção, produção e caracterização das enzimas. Selecionar microrganismos presentes no interior de sementes, folhas, ramos e raízes de plantas amazônicas com potencial para enzimas, pode gerar novas perspectivas para os processos de tecnologia nacionais quanto ao uso de rejeitos agroindustriais. Os dados obtidos são promissores para o desenvolvimento de concentrados enzimático do fungo selecionado a partir da metodologia empregada.
Agradecimentos
Agradecer a CAPES, CNPQ e PIBIC/UFPA por ter financiado a pesquisa e ao grupo de pesquisa LabIsisBio pela orientações e apoio técnico.
Referências
COLLARES, R. M. Otimização do processo de hidrólise da mandioca “in natura”, com uso de enzimas amilolítica e pectinolítica. 2011. 81 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Processos) – Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria-RS. 2011.
PEREIRA, V. M. Avaliação do potencial enzimático de fungos filamentosos e otimização da produção de celulases por Aspergillus sulphureus (Fresen.) Wehmer. 2012. 112p. Dissertação (Mestrado em Microbiologia Agrícola) – Faculdade de Microbiologia Agrícola, Universidade Federal de Lavras, Lavras-MG. 2012.
PEREIRA, W. V. Caracterização e identificação molecular de espécies de Colletotrichum associados à antracnose da goiaba no Estado de São Paulo. 2009. 78 p. Dissertação (Mestrado em Fitopatologia) – Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”, Piracicaba. 2009.
REZENDE et al, E. de F. Atividade pectinolítica de fungos filamentosos isolados de grãos de café. In: VI Simpósio de Pesquisa dos Cafés do Brasil, 6,. 2009, Vitória. Anais. Vitória: Consórcio Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimento do Café (CBP&D/Café) e pela Embrapa Café, 2009.
UENOJO, M.; PASTORE, G. M. Pectinases: aplicações industriais e perspectivas. Quim. Nova, vol. 30, n. 2, 388-394 p. 2007.
UENOJO, M. Produção e caracterização de aromas de frutas por microrganismos pectinolíticos utilizando-se resíduos agroindustriais. 2003. 134 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Alimentos) – Universidade Estadual de Campinas, Campinas-SP. 2003.
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