Avaliação de xilanases fúngicas no tratamento de efluente têxtil

Abstract

As atividades realizadas por microrganismos além das enzimas produzidas por eles são uma importante ferramenta quando há necessidade de utilizar produtos naturais eficientes como sistemas mediadores biocatalisantes efetivos para o tratamento de efluentes de têxteis. A utilização dessa estratégia é uma alternativa viável e natural para melhoria da biodegradação desses poluentes. Além disso, podemos encontrar em outros estudos enzimas capazes de serem empregadas no próprio processo industrial a fim de se obter materiais mais degradáveis e que causem menos impactos nos processos de produção industrial. Nosso trabalho consistiu em avaliar o potencial fúngico na descoloração de corantes têxteis e a produção aprimorada e caracterização parcial de xilanase por um Aspergillus sp. sob fermentação em estado líquido. Foram utilizadas 4 cepas fúngicas distintas capazes de descolorir corantes utilizados na indústria têxtil como vermelho congo e índigo carmim diluídos em Meio Normal de Descoloração (MND). A triagem do melhor fungo foi realizada para avaliar a capacidade de descoloração em meio líquido. Os melhores resultados foram escolhidos para prosseguimento dos ensaios de ecotoxicidade e caracterização dos parâmetros do corante biotratado. As 4 cepas testadas demostraram percentual de até 96,10% de descoloração dos corantes testados. Em seguida foi realizado os testes de fitotoxicidade que em comparação com o grupo controle negativo teve resultados significativos e promissores com germinação e crescimento das raízes. A caracterização do corante foi realizada e demonstrou DBO, DQO, turbidez e pH de acordo com os parâmetros estabelecidos pelo CONAMA. Desse modo, ficou claro que a remoção dos corantes através da descoloração realizada pelos microrganismos fúngicos concomitantemente uma melhora na fitotoxicidade do Vermelho congo. Nos próximos passos foi realizada a produção enzimática xilanolítica por Aspegilus fumigatus que também já havia demonstrado eficiência na produção dessa enzima. A produção de xilanase por Aspergillus sp. foi otimizada usando um planejamento experimental de fermentação em estado líquido no qual diferentes parâmetros de fermentação como temperatura, pH médio, quantidade de substrato foram investigados em nível individual. Todos os parâmetros de fermentação selecionados influenciaram a produção de xilanase. A quantidade de substrato foi o parâmetro de maior influência na produção de xilanase em nível individual. A identificação do microrganismo foi realizada por MALDI-TOF confirmando ser um Aspergillus fumigatus pelos espectros da base de dados BiotyperTM. As análises realizadas após 72 horas de fermentação, afirmou que o ensaio 8 obteve os melhores índices de atividade (pH 8, 35 °C, 1 % de substrato) sendo este a melhor condição de produção xilanolítica. O extrato enzimático demonstrou características de estabilidade de pH num platô entre 4 e 5 além de atividade enzimática no pH 7. Manteve-se estabilidade em diferentes pH durante 24hs. A melhor temperatura de produção da enzima foi obtida em 60oC com estabilidade em diferentes temperaturas e tempos de incubação. A enzima teve sua atividade testada frente a diferentes substratos confirmando a atividade principal por xilano de Birchwood. Ao analisar os resultados, pôde-se perceber que o aumento da concentração de substrato (0,25 a 1,0%) exerceu influência significativa na utilização do substrato pela enzima. Foi possível traçar o perfil de proteínas contidas na amostra da cultura de microrganismos realizando-se SDS-PAGE e posteriormente Zimograma utilizando xilano de Birchwood como substrato. Aspergillus sp. demonstrou ser um promissor candidato na produção de xilanases. Todos os resultados obtidos estão de acordo com os objetivos

propostos. Em conclusão, sugere-se que os microrganismos são ferramentas eficientes para aplicação em biorremediação e produção de biomoléculas ativas para aplicações industriais.