Produção e caracterização parcial de fitases fúngicas utilizando resíduos agroindustriais

Abstract

O fitato é a principal forma de armazenamento de fósforo em plantas e cereais usados na formulação de rações e limita a eficiência de utilização do fósforo e outros nutrientes nesses alimentos. Fitases hidrolisam o fitato para obtenção de fósforo inorgânico e a redução dos custos de produção dessa enzima poderia desonerar o sistema de criação de suínos. Portanto, neste trabalho fitases foram produzidas utilizando resíduos agroindustriais e os extratos fúngicos foram caracterizados visando o uso em rações para suínos. O fungo filamentoso Acremonium zeaeB (AZB) e a levedura Kluyveromyces marxianus (KM) apresentaram alta produtividade de fitases quando cultivados em farelo de milho e arroz, respectivamente.O fungo, cultivado via fermentação em estado sólido, produziu as maiores atividades de fitase em 5 dias com 20% (m/v) dosubstrato em pH 4,0 e 28 oC. O extrato produzido a partir dele apresentou atividades máximas de fitase a 50 oC e pH 7,5, além de elevada estabilidade térmica. Isso indica que o extrato de AZB é promissor para aplicação em rações, embora tenha sido sensível a diversos íons. A produtividade apresentada pela levedura KM em meio líquido foi 337 vezes maior em relação à apresentada pelo fungo, tendo a produção máxima de fitase em 48 h de produção com 2% (m/v) de substrato em pH 4,0 a 25-30oC. O extrato produzido apresentou máxima atividade de fitase a 60 e 80 oC, indicando a possibilidade da presença de pelo menos duas enzimas.O fato de o extrato ter alta estabilidade a pH ácido, com máxima atividade em pH 4,0, e manter pelo menos 40% de sua atividade após 5 minutos a 80 oC, indica que ele pode ser ainda mais interessante para a aplicação desejada, uma vez que seria capaz de manter a atividade no estômago dos animais, ao contrário do extrato produzido por AZB. Além disso, a atividade no extrato foi amplamente estimulada na presença de diversos íons. A alta produtividade alcançada utilizando resíduos agroindustriais, aliada à estabilidade dos extratos produzidos, indicam o potencial de produção de enzimas por estes microrganismos visando aplicações industriais. Para viabilização de seu uso, os extratos deverão ser utilizados na produção de ração e fornecidos a suínos, confirmando dessa forma o emprego dessas enzimas, a baixo custo de produção, na criação animal.

Phytate is the main form for storage of phosphorus in plants and grains used for feed formulation and limits the utilization of phosphorus and other nutrients in these foods. Phytases hydrolyze phytate to obtain inorganic phosphorus and to reduce the costs of enzyme production is primordial for the sector. Therefore, in this work, phytases were produced using agricultural waste and fungal extracts generated were characterized for their use in feed. The filamentous fungus Acremonium zeae B (AZB) and the yeast Kluyveromyces marxianus (KM) showed high productivity of phytases when grown in residues of corn and rice, respectively. The fungus has produced, via solid-state fermentation, the highest phytase activity on day 5 with 20% (w/v) of substrate at pH 4.0 and 28 °C. The extract produced from it had maximal activities of phytase and at 50 oC and pH7.5, and high thermal stability. This indicates that the AZB extract is promising for use in animal feed, although it is sensitive to many ions. The productivity presented by yeast KM in liquid medium was 337 times higher than that shown by the fungus, and the maximum production of phytase was in 48 h with 2% (w/v) substrate at pH 4.0 and 25-30 ° The extract showed maximum phytase activity at 60 and 80 C. ° indicating the possible presence of two enzymes. The extract have high stability at C, acidic pH, with maximum activity at pH 4.0, and maintain at least 40% of its activity after 5 minutes at 80 ° This indicates that the extract produced by KM can be even C. more interesting for the desired application instead of the extract produced by AZB, since KMK extract would be able to maintain activity in the stomach of animal. Furthermore, the phytase activity in the KM extract was largely stimulated in the presence of various ions. The high productivity achieved using agroindustrial waste, combined with the stability of the extracts indicate the potential for production of enzymes by these microorganisms targeting industrial applications. For enabling its use, extracts should be add to feed and used to fed pigs, thus proving the use of these enzymes, at low production costs, for animal husbandry.