Produção em cultivo submerso e no estado sólido e caracterização da transglutaminase (EC 2.3.2.13) no isolado amazônico Bacillus circulans

• Ano de defesa: 2008
• Autor(a) principal: Souza, Claucia Fernanda Volken de
• Orientador(a): Ayub, Marco Antônio Záchia
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Transglutaminase; Cultivo submerso; Bacillus circulans; Tecnologia de alimentos
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/14360

A Transglutaminase (TGase; proteína-glutamina γ-glutamil-transferase; EC 2.3.2.13) é uma enzima que catalisa reações de acil-transferência introduzindo ligações cruzadas entre cadeias protéicas. Em função de suas características, as TGases microbianas têm ampla e crescente aplicação na indústria alimentícia e em outras áreas. Portanto, o objetivo desse trabalho foi aumentar o conhecimento existente sobre a produção e as aplicações dessas enzimas. A composição do meio de cultura para a produção da enzima em cultivo submerso (CSm) pelo Bacillus circulans BL32, um isolado Amazônico, foi otimizada através de uma estratégia em três etapas. A otimização do meio resultou numa atividade de TGase que é 60 % maior que a máxima obtida utilizando um meio de cultura previamente citado na literatura para a produção dessa enzima, além da redução dos custos dos constituintes do mesmo. Metodologias de planejamento experimental foram utilizadas para otimizar a temperatura de incubação e o pH do meio de cultura. As melhores condições de cultivo para a produção da TGase pelo B. circulans BL32 para a produção da enzima em CSm foram 30 °C e pH 8.5, sendo que a máxima produção foi obtida no final da fase estacionária de multiplicação. Os efeitos da agitação e aeração sobre a produção de TGase e esporulação do B. circulans BL32 em sistema de CSm também foram estudados. Os resultados demonstraram que as condições ótimas de processo para a formação de biomassa e esporulação são diferentes. Portanto, foi adotada uma estratégia de controle da taxa de aeração em dois estágios, com formação de biomassa, no primeiro estágio, nas condições ótimas de crescimento seguido por um segundo estágio sob as condições de esporulação. Também estudou-se a produção de TGase pelo B. circulans BL32 em cultivo no estado sólido (CES). Vários resíduos agroindustriais foram usados como substrato para crescimento do microrganismo e produção da enzima. As melhores condições de cultivo foram 0,6 L/min de ar, 33 °C e 10 log 10 UFC/g de substrato para a concentração celular do inóculo, em resíduo fibroso de soja como substrato. A determinação das condições de extração para a efetiva recuperação da TGase produzida em CES foi realizada através do emprego de ferramentas de planejamento experimental. A melhor condição de extração da enzima foi quando utilizou-se água a 7 ºC como solvente, por 5 minutos, 250 rpm e uma relação de sólidos/líquidos de 1:6. Caseína, proteína isolada de soja e proteína hidrolisada de carne foram tratadas com essa TGase microbiana. A redução do número de grupos aminos livres após o tratamento com a enzima, principalmente, na caseína, demonstrou a formação de ligações cruzadas catalisadas por essa TGase. As propriedades emulsificantes dessas proteínas foram melhoradas após o tratamento com a TGase do B. circulans BL32. Além disso, a fim de investigar o mecanismo de inativação térmica, incubou-se a enzima por diferentes períodos de tempo em temperaturas entre 30 e 70 °C. As cinéticas de termoinativação desta TGase seguiram o modelo de Lumry-Eyring e a enzima mostrou-se estável até 50 °C, sendo que após 12 h nessa temperatura a mesma ainda mantém 50 % da sua atividade enzimática. Os resultados sugerem que esta TGase microbiana apresenta um grande potencial de uso em aplicações alimentícias e não alimentícias.