Mostra de Extensão, Ciência e Tecnologia da Unisc

Secagem por spray-drying de celulases produzidas por Bacillus subtilis em cultivo em fase líquida

Devido à necessidade de obtenção de novas fontes de recursos energéticos bem como a procura de maneiras mais sustentáveis para a realização de processos químicos, faz-se necessário o desenvolvimento de biotecnologias. A utilização de enzimas é uma forma ecologicamente correta, em muitos casos mais viável perante à utilização de catalisadores químicos ou sistemas físicos que utilizam mais energia. A produção de enzimas microbianas é considerada um bioprocesso com um produto de alto valor agregado, tendo em vista seu ganho energético, econômico e seletividade nos processos industriais. O foco da pesquisa é a produção de celulases bacterianas, um complexo enzimático que converte material lignocelulósico em glicose, atuando especificamente sobre a celulose. Essa etapa do estudo tem como objetivo avaliar o efeito da secagem por spray dryer sobre a atividade de celulases produzidas por Bacillus em cultivo em fase líquida. A bactéria foi selecionada por apresentar características termofílicas, por apresentar as condições de cultivo para crescimento e produção de celulases previamente otimizadas pelo grupo de pesquisa. Para preparo do inóculo, o micro-organismo foi cultivado em meio caldo cérebro-coração a 35ºC, 150 rpm, por 10-12 h até atingir a absorbância entre 0,9 e 1. Para o processo fermentativo foi utilizado como substrato o resíduo pó de tabaco (55 g L-1), 8% do inóculo, 4% de Tween 80, incubação a 70ºC, 180 rpm durante 48 h. A atividade de celulase total (FPAase) foi medida para o caldo recém produzido e consistiu na hidrólise de tiras de papel Whatman nº 1 (1 cm x 6 cm) enrolada em formato espiral disposta dentro de tubos de ensaio de 9 cm contendo em cada tudo 1 mL de solução tampão citrato de sódio 0,05 mol L-1 pH 4,8, seguida pela adição de 0,5 mL do caldo enzimático, mantidos em banho-maria 50°C por 60 min. Aos tubos, foram adicionados 3 mL do reagente DNS para interromper a reação, logo submetida ao aquecimento em banho-maria 100 °C durante 5 min, e leitura em espectrofotômetro a 540 nm. No planejamento experimental houve ampla variação da produção da enzima, com resultados de 1,89 até 3,4914 UI mL-1 para FPase, o que reforça a importância do controle das variáveis empregadas no processo fermentativo. A próxima etapa do trabalho pretende medir e comparar a atividade de FPase após a secagem da suspensão enzimática. Os ensaios para a otimização da condição ideal de secagem serão realizados num equipamento spray dryer MSD 0,5 (Labmaq do Brasil). A variação das condições de operação do equipamento é de suma importância para uma secagem eficiente, além do pré-preparo da amostra a ser submetida ao processo. A partir da obtenção do extrato seco serão realizadas as análises para verificar a retenção da atividade enzimática. Entende-se que, mesmo que possa ocorrer uma pequena variação na atividade da enzima testada, a secagem por atomização é um caminho interessante para a redução do volume e armazenamento do extrato enzimático.