Biodegradação da lignina kraft: otimização da produção de lacase pelo isolado JUMAD053 e análise dos produtos por CLAE - Shiraishi, Igor Shoiti (2019)
A lignina é um polímero aromático muito abundante na biosfera, onde representa cerca de 30% de todo o carbono orgânico, além de ser a principal fonte de compostos aromáticos em plantas vasculares. A valorização desse polímero tem despertado o interesse na produção sustentável de insumos, pois os produtos de sua degradação, possuem importantes aplicações industriais. O objetivo deste trabalho foi otimizar as condições de cultivo para produção de lacase na presença de lignina Kraft pelo isolado fúngico JUMAD053 e avaliar os produtos da sua biodegradação. Quarenta e sete isolados fúngicos foram avaliados quanto à produção de lacase constitutiva em meio líquido. O microrganismo que apresentou maior atividade de lacase nas condições pré-estabelecidas teve sua produção enzimática otimizada por um delineamento experimental 33 em 15 ensaios experimentais. Variou-se as concentrações de extrato de levedura (0,5 até 3,0%) e lignina Kraft (0 até 0,5%) e o tempo de cultivo variou de 4 até 10 dias. A atividade de lacase foi determinada utilizando-se os substratos ABTS e DMP. Posteriormente o isolado selecionado foi cultivado conforme as condições otimizadas nos respectivos planejamentos fatoriais e os cultivos foram extraídos com solventes orgânicos e submetidos à CLAE. O isolado JUMAD053 foi selecionado por apresentar maior atividade de lacase constitutiva (5,37 U/mL). O planejamento fatorial demonstrou máxima atividade de lacase de 9,8 U/mL utilizando-se o substrato ABTS nas condições: 1,125% de extrato de levedura, 0,5% de lignina Kraft e 10 dias de cultivo. A máxima atividade de lacase utilizando-se o substrato DMP foi de 8,4 U/mL, seguindo as condições: 1,125% de extrato de levedura, 0,25% de lignina Kraft e 7 dias de cultivo. A incubação do microrganismo nas condições otimizadas para ABTS levou a produção de dois possíveis produtos da biodegradação da lignina Kraft, dentre eles, o ácido benzoico. Com relação aos cromatogramas resultantes das condições otimizadas para DMP, foi observada a produção de outros dois compostos, sendo essas substâncias possíveis produtos da biodegradação da lignina Kraft. Os perfis de metabólitos obtidos a partir da biodegradação da lignina Kraft validam os objetivos deste trabalho e baseiam futuros experimentos para a valorização da lignina.