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Title: Bioprospecção de micro-organismos produtores de celulaes de resíduos de sisal.
Authors: Santos, Dayse Batista dos
Abstract: Na região do Semi-Árido Nordestino, o sisal é uma das principais culturas agrícolas. A fibra das folhas do sisal é utilizada para a fabricação de vários produtos como tapetes, cordas, artesanato, entre outros. No entanto, somente 4% da planta são aproveitáveis, o restante é descartado como resíduo. Estes resíduos, ricos em material lignocelulósico, são uma fonte potencial para isolamento de microrganismos com aplicação biotecnológica, como na produção de enzimas. Os actinomicetos representam uma fração importante dos micro-organismos que habitam o solo e compõem a microflora de resíduos lignocelulósicos, como bagaço de cana-de-açúcar, resíduo do sisal, entre outros. Devido à grande diversidade morfológica e taxonômica destes micro-organismos, é importante desenvolver estudos de bioprospecção de enzimas de interesse industrial e ambiental. O objetivo principal trabalho foi selecionar actinomicetos produtores de celulase a partir de resíduos obtidos no beneficiamento do sisal e o estudo da produção de enzimas pelas estirpes mais promissoras, por fermentação submersa, utilizando diferentes substratos como fonte de carbono. Os isolamentos foram realizados dos municípios de Tiquara, Ourolândia, Laje do Batata e Araci. A escolha destes municípios, dentro da região semi-árida da Bahia, refere-se ao potencial destes na produção do sisal. Para o isolamento de micro-organismos 10 gramas de solo e 5 gramas de resíduos lignocelulíticos do sisal foram adicionados a 90 e 95 ml de salina 0,85% estéril, em frascos Erlenmeyer de 250 mL, respectivamente, e diluídos até 10-6 a partir da suspensão original. Nos meios de cultura utilizados (agar batata, agar glicerol-peptona e agar amido caseina) esterilizados, alíquotas de 0,1 ml de cada diluição foram espalhadas, em 3 repetições de cada diluição. As colônias isoladas foram repicadas através da técnica do esgotamento para obtenção de cultura pura. Foram selecionados 166 actinomicetos da região sisaleira. Para isolar micro-organismos produtores de celulase, foram realizados plaqueamentos utilizando-se meios de cultura cuja única fonte de carbono foi a carboximetilcelulose a 1,0%. As placas de Petri foram incubadas a 30ºC por 12 dias. A degradação da celulose pode ser observada após adição de solução de Vermelho Congo 1% (p/v) na placa por 15 minutos. Em seguida foram realizadas fermentações submersas em frascos Erlenmeyer contendo meio de sais minerais suplementado com bagaço de cana-de-açúcar, bagaço de sisal e milhocina, utilizando-se o Delineamento Composto Central Rotacional 32, totalizando 11 experimentos. Dos 166 isolados estudados, 17 foram considerados promissores quanto à degradação da celulose. Contudo, apenas uma estirpe, ARA01, foi selecionada para estudos fermentativos, devido ao seu rápido crescimento. Tanto as fermentações em meio contendo resíduo de sisal quanto bagaço de cana apresentaram boas produções da enzima, embora o bagaço de sisal tenha se mostrado um substrato mais promissor, atingindo 630 U/L contra 260 U/L em bagaço de cana. As análises estatísticas mostraram que a milhocina foi a fonte de nitrogênio que apresentou a maior influência na produção da enzima, pois o aumento de sua concentração elevou significativamente a atividade enzimática, enquanto o aumento da concentração das fontes de carbono não influenciaram na atividade da celulase, na faixa estudada. Assim, os resultados preliminares deste trabalho indicaram que o micro-organismo isolado, bem como os substratos empregados, apresentam potencial para produção de celulase.
In the north-eastern semi-arid region of Brazil, sisal (Agave sisalana) is situated among the main agricultural crops. Sisal’s leaf fibers are used for the manufacturing of rugs, ropes and many different artisanal products. However, only 4% of the whole plant is used, with more than 90% being discharged as residues. These residues are rich in ligno-cellulosic material and constitute a potential source for the isolation of microorganism, as for example enzyme producing organisms. Actinomycetes represents an important portion from soil inhabitant microorganisms as components of the micro-flora in ligno-cellulosic residues as sugar-cane bagasse, sisal’s residues, etc. Due to the high morphological and taxonomical diversity of these organisms, is important to develop prospection studies for industrial and environmental applications. The objective of this work was to select cellulose producing actinomycetes from sisal’s residues and to study enzymatic production of selected strains by means of submerse fermentation, using different substrata as carbon source. Isolates were obtained from Tiquara, Ourolandia, Laje do Batata and Araci counties. These areas were selected due to their production potential. Microorganisms were isolated from 10 g of soil plus 5 g sisal residues in 90 and 95 ml of 0.85% sterile saline solution and diluted until 10-6. Different sterile culture media were used (agar-potato, agar glycerol-peptone and agar amide- casein), where aliquots of 0,1 ml of each dilution were distributed in 3 replicates for each dilution. Pure cultures were obtained from isolated colonies and 166 actinomycetes were selected. In order to isolate cellulolitic producing microorganisms, culture media containing 1,0% carboxi-methylcellulose as the only carbon source was used. Petri dishes were incubated 12 days at 30ºC. Cellulose degradation was observed after adding Red Congo 1% (p/v) solution, subsequently, submerse fermentation was performed in Erlenmeyer flasks using the Central Rotational Compound Design 32, with a total of 11 experiments. From the 166 prospected isolates, 17 were considered as potentially cellulose degradators. However, only one strain, ARA01, was selected for fermentation studies, due to its rapid growth. All fermentations in medium containing sisal residues as well as sugar cane bagasse showed high enzymatic production, although sisal bagasse was the best substratum with 630 U/L versus 260 U/L form sugar-cane bagasse. Statistical analysis showed that milhocin was the Nitrogen source with the highest influence over enzyme production, once the increase on its concentration significantly incremented enzymatic activity, while the increase in carbon sources did not influenced in cellulase activity within the studied range. The preliminary results of this work showed that the isolated microorganism, as well as the substrata used, have potential for cellulase production.
Keywords: Sisal
Sisal - reaproveitamento
Sisal - material lignocelulósico
URI: http://hdl.handle.net/123456789/719
Issue Date: 24-Sep-2013
Appears in Collections:CCAAB - Programa de Pós-Graduação em Microbiologia Agrícola (Dissertações)

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