Produção de celulases e xilanases pelo fungo Aspergillus labruscus ITAL 22.223 cultivado em fermentação em estado sólido utilizando resíduos agroindustriais - Maestrello, Chadia Chahud [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2018)
A prospecção de enzimas fúngicas tem sido amplamente estudada nos ultimos anos, principalmente utilizando a Fermentação em Estado Sólido (FES). A procura por enzimas microbianas, principalmente de fungos filamentosos, capazes de degradar material lignocelulósico, tem despertado grande interesse para processos biotecnológicos como, por exemplo, na produção de bioetanol, a partir do bagaço de cana-de-açúcar. Fungos do gênero Aspergillus são reconhecidos como ótimos produtores de enzimas do complexo celulolítico e hemicelulolítico, e a busca por novas linhagens com potencial de produção destas torna-se um grande desafio. Aspergillus labruscus ITAL 22.223 é um fungo filamentoso recentemente isolado no sul do Brasil e, por este motivo, não há estudos na literatura sobre seu potencial de produzir enzimas celulolíticas e hemicelulolíticas. Diante do exposto, este estudo visou a produção e quantificação de enzimas do complexo celulolítico (celulase total, endoglucanase e β-glicosidase) e hemicelulolítico (xilanase), a partir de fermentação em estado sólido utilizando resíduos/produtos agroindustriais como substratos. Neste contexto, a maior atividade enzimática de xilanase foi obtida na presença de farelo de trigo (74,83 U/g de substrato) e de β-glicosidase em farelo de aveia (6,35 U/g de substrato) como substratos/fontes de carbono. Sendo a produção de xilanase em FES a que mais se destacou, algumas características da enzima contida no extrato bruto foram determinadas. Apresentou temperatura ótima de reação de 55 ºC e pH ótimo de 5,5. Com relação à estabilidade térmica, a enzima manteve sua atividade acima de 50% quando incubada a 45ºC por 180 minutos. No que diz respeito a estabilidade ao pH, a enzima apresentou T50 de 3 horas quando mantida em valores de pH de 5,5 a 10. Quanto a resistência a solventes e compostos, de modo geral, a atividade xilanásica foi reduzida para a maioria dos compostos analisados. Este estudo indentificou que o fungo Aspergillus labruscus ITAL 22.223 produz níveis significativos de xilanase quando cultivado em farelo de trigo, e enzimas do complexo celulolítico, como β-glicosidase e endoglucanase em farelo de aveia e soja moída, respectivamente, sendo todas de grande interesse biotecnológico possibilitando direcionar diversos estudos para futuras aplicações industriais.

Prospecting of fungal enzymes has been largely studied in recent years, especially by means of Solid-State Fermentation (SSF). The search for microorganisms’ enzymes able to degrade lignocellulosic material, mainly those of filamentous fungi, has attracted interest for application in biotechnological processes, such as in production of cellulosic ethanol from sugarcane bagasse. Aspergillus species are well known for their capability to produce cellulosic and hemicellulosic enzymes complex and the search for strains with this potential is an important challenge. Aspergillus labruscus ITAL 22.223 is a filamentous fungus recently isolated in south of Brazil with unknown potential to produce cellulolytic or hemicellulolytic enzymes. This study aimed the production and quantitation of enzymes of the complex cellulolytic (total cellulose, endoglucanase and and β-glucosidase) and hemicellulolytic (xylanse) obtained under solid-state fermentation using agroindustrial waste and product as substrates. According to this, the greatest enzymatic productions of xylanase (74.83 U/g of substrate) and β-glucosidase (6.35 U/g of substrate) were obtained using wheat bran and oat bran as substrates during SSF fermentation, respectively. Taking in account the best production of xylanase in SSF, some biochemical characteristics were determined for the enzyme contained in the crude extract. Optimal of temperature for enzyme activity was 55ºC and optimal pH was 5.5. Regarding its thermal stability, the enzyme kept its activity above 50%, when incubated at 45ºC for 180 minutes. For pH conditions, the enzyme presented half-life (T50) of 3 hours at pH range 5.5-10. As for resistance to solvents and compounds, xylanase activity was generally reduced for most analyzed. This study identified that the fungus Aspergillus labruscus ITAL 22.223 produces significant levels of xylanase when grown in wheat bran, and enzymes of the cellulolytic complex, such as β-glycosidase and endoglucanase in oat bran and ground soybeans, respectively, all of them of great biotechnological interest making it possible to direct several studies for future industrial applications.
Production of cellulases and xylanases by fungi Aspergillus labruscus ITAL 22.223 cultivation in Solid-State Fermentation using agro-industrial residues
Keywords: Aspergillus; Celulase; Fermentação em Estado Sólido; Resíduos agroindustriais; Xilanase; Cellulase; Solid-State Fermentation; Agro industrial residues; Xylanase