Produção de alfa-amilase e glucoamilase termoestável pelo fungo termofílico Thermomyces lanuginosus TO-03 por fermentação submersa e em estado sólido e caracterização das enzimas

Abstract

As amilases, envolvidas na degradação do amido, constituem um grupo de enzimas com diferentes pontos de atuação na molécula de amido, hidrolisando ligações glicosídicas a-1,4 e/ou a-1,6, como as a-amilases e glucoamilases. A característica de termoestabilidade para essas enzimas é bastante desejável visto que, além de serem mais estáveis sob várias condições, ainda permitem a condução de processos de hidrólise do amido em temperaturas elevadas. O presente trabalho visou o estudo da produção de a- amilase e glucoamilase termofílica por Thermomyces lanuginosus TO-03, por fermentação submersa (FSm) e em estado sólido (FES), avaliando-se os efeitos do tempo de cultivo e da fonte de carbono. Foram estudadas também, as propriedades bioquímicas das enzimas produzidas e o efeito das mesmas na hidrólise dos diferentes tipos de amido na produção de xarope. Os resultados mostraram que as produções máximas de atividade de amilase dextrinizante, sacarificante e da glucoamilase por FES foram 3973,6; 95,2 e 235,2 U/g, em 144, 120 e 168h, respectivamente. Em FSm foram obtidos 181,6; 5,0 e 27,1 U/mL para amilase dextrinizante e amilase sacarificante e para Glucoamilase em 168 h fermentação. A glucoamilase obtida por FSm apresentou as seguintes propriedades: temperatura e pH ótimos de 70ºC e 5,5 quando o amido solúvel foi o substrato e de 65ºC e 4,5 quando o substrato foi a maltose. A a-amilase apresentou temperatura ótima de 60°C e pH ótimo 5,5. Quando obtida por FES, a glucoamilase apresentou temperatura ótima de 65ºC, para hidrólise de ambos os substratos e pH ótimo 5,5 para hidrólise do amido solúvel e pH 4,5 para a hidrólise da maltose. A a-amilase de FES apresentou temperatura E pH ótimos de 60°C e pH 5,5.

Amylases, involved in starch degradation, constitute a group of enzymes with different action sites on the starch molecule, hydrolysing glycosidic bonds á-1.4 and/or á-1.6, such as á-amylases and glucoamylases. Thermostability for these enzymes is a very desirable characteristic since it makes them more stable under many conditions and it allows hydrolytic processes of starch to take place at high temperatures. This work had the purpose of studying the production of thermophilic á-amylase and glucoamylase by Thermomyces lanuginosus TO-03, in submerged fermentation (SmF) and solid state fermentation (SSF), evaluating the effect of cultivation time and carbon source. Biochemical properties of the enzymes were also studied along with the effect they had on hydrolysis of different types of starch for syrup production. The results show that maximum production of dextrinogenic and saccharogenic amylase and glucoamylase activities by SSF were 3973.6, 95.2 and 235.2 U/g in 144, 120 and 168 h, respectively. In SmF the results were 181.6, 5.0 and 27.1 U/mL for dextrinogenic and saccharogenic amylase and glucoamylase activities in 168 h of fermentation. Glucoamylase from SmF exhibited the following properties: temperature and pH optimum at 70°C and 5,5 when soluble starch was used as substrate and 65°C and 4.5 when maltose was used as substrate. á-amylase from SmF exhibited optimum temperature at 60°C and pH optimum at 5.5. Glucoamylase from SSF exhibited optimum temperature at 65°C, for the hydrolysis of both substrates and pH optimum at 5.5 when hydrolysing soluble starch and 4.5 when hydrolysing maltose. á-amylase from SSF exhibited optimum temperature and pH at 60°C and 5.5.