Otimização das condições de cultivo de Bacillus licheniformis BCLLNF-01 para produção de celulase

Abstract

A aplicabilidade das celulases é muito relevante em diversos setores industriais, contudo, o seu alto custo de produção tem sido um dos principais desafios enfrentados pelo comércio de enzimas. O presente estudo teve por objetivo otimizar as condições de cultivo de Bacillus licheniformis BCLLNF-01, uma cepa associada ao muco do zoantídeo Palythoa caribaeorum (Cnidaria, Anthozoa) para produção de celulase. O microrganismo foi preservado por liofilização (células totais) e por secagem em discos de papel (esporos), sendo estes últimos utilizados como inóculo nos experimentos de fermentação. Para definir a melhor condição de cultivo do inóculo, foram realizados experimentos com o meio BLM (Basic Liquid Media) suplementado em três condições distintas: 0,5% de carboximetilcelulose (CMC), 1% de glicose e 1% de glicose + 1% de caseína. Os cultivos foram realizados em Erlenmeyers de 500 mL de capacidade contendo 150 mL do meio, sendo cada frasco semeado com um disco de papel contendo a cultura esporulada e incubado a 30 °C, pH 6,5 e agitação de 200 rpm. A melhor condição definida para a obtenção do inóculo foi a suplementação com CMC a 0,5%, que iniciou a fase exponencial de cultivo com 14 h. Com o objetivo de analisar o padrão de distribuição de celulases sintetizadas por B. licheniformis BCLLNF-01, as atividades de celulase total e de carboximetilcelulase (CMCase) foram investigadas em diferentes frações do cultivo (sobrenadante, conteúdo intracelular e conteúdo de parede), sendo este realizado em tubos de 50 mL de capacidade contendo 19 mL de meio BLM suplementado com 1,5% de CMC, 5,5% de inóculo, a 40 oC, pH 6,5, 500 rpm por 72 h. A maior atividade foi registrada no sobrenadante. Para os ensaios de otimização, foi utilizado um Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR) 2³ para investigar a influência das variáveis concentração da fonte de carbono (CMC), concentração do inóculo e temperatura sobre a produção de CMCase. Os resultados demonstraram que a concentração de CMC e a temperatura foram significativas para 95% de confiança estatística, atingindo-se uma atividade enzimática máxima de 0,493 UI/mL com 96 h de cultivo, concentração de CMC de 1,5 % e temperatura ótima de 40 °C.