Produção de celulases por fungos filamentosos isolados de solo do bioma cerrado visando aplicação em biocombustíveis

Abstract

As enzimas celulolíticas, pertencentes à classe das Hidrolases, desempenham um papel crucial na hidrólise enzimática da celulose, um componente-chave na biomassa vegetal, o que as tornam foco de estudo para aplicações industriais. Esse processo é crucial na produção de açúcares fermentáveis, como a glicose, que pode ser convertida em etanol, um biocombustível. Além disso, as celulases têm aplicações na indústria de alimentos, papel e bioenergia, contribuindo para a produção de diversos produtos e processos sustentáveis. A eficiência e especificidade destas enzimas, o que as tornam ferramentas valiosas em processos industriais relacionados à degradação da celulose e à produção de biocombustíveis. As celulases são categorizadas em três grupos conforme seu local de ação no substrato: Endoglucanases (EnG), que quebram ligações internas na fibra celulolítica; Exoglucanases (ExG), que atuam nas extremidades mais externas da celulose; e 𝞫-glicosidases (BG), responsáveis pela hidrólise de oligossacarídeos solúveis em glicose. Os microrganismos estudados neste trabalho foram coletados em solo do Bioma Cerrado. Isolados e transferidos para placas com Ágar Dextrosado de Batata (PDA), incubados a 30ºC por 96 horas na estufa BOD. As colônias fúngicas foram transferidas para a devida manutenção e posteriormente, submetidas aos ensaios. O extrato enzimático bruto foi obtido através do cultivo em Estado Sólido (CES) utilizando farelo de trigo como substrato. O farelo de trigo, fornecido em frascos Erlenmeyers de 250 mL, foi utilizado na quantidade de 5 g. O método dextrinizante proposto por Miller (1959) foi utilizado para a determinação da atividade amilolítica.

Cellulolytic enzymes, belonging to the Hydrolases class, play a crucial role in the enzymatic hydrolysis of cellulose, a key component in plant biomass, making it significant on an industrial scale. This process is essential in the production of fermentable sugars, such as glucose, which can be converted into ethanol, a biofuel. Additionally, cellulases have applications in the food, paper, and bioenergy industries, contributing to the production of various sustainable products and processes. The efficiency and specificity of these enzymes make them valuable tools in industrial processes related to cellulose degradation and biofuel production. Also known as cellulases, these enzymes are categorized into three groups based on their location on the substrate: Endoglucanases (EnG), breaking internal bonds in the cellulolytic fiber; Exoglucanases (ExG), acting on the external region of cellulose; and 𝞫-glucosidases (BG), responsible for the hydrolysis of glucose-soluble oligosaccharides. The microorganisms studied in this work were collected from the Cerrado Biome soil. Isolates were transferred to Petri dishes with Potato Dextrose Agar (PDA), incubated at 30°C for 96 hours in a BOD incubator. Typical colonies were transferred for maintenance and assays. The crude enzymatic extract was obtained through Solid-State Cultivation (SSC) using wheat bran as a substrate. Wheat bran, provided in 250 mL Erlenmeyer flasks, was used in the amount of 5 g. The dextrinizing method proposed by Miller (1959) was used for the determination of amylolytic activity.