Produção e pré-purificação de enzima lacase e sua utilização na polpação enzimática dos resíduos da palma

Abstract

Resumo: Este trabalho compreendeu estudar e definir as condições de cultivo que otimizam a produção da enzima lacase por Pleurotus sp., que é um fungo da podridão branca utilizado nos processos de biopolpação. O estudo envolveu fermentações submersas com diferentes concentrações de fonte de carbono e nitrogênio e variações de pH. Testaram-se também diferentes indutores enzimáticos como o sulfato de cobre, ácido ferúlico, folhas e galhos de pinheiro moídos (PM) e cachos vazios da palma moídos (EFB). Com a escolha do melhor indutor enzimático definiu-se o tempo de fermentação para a produção de lacase através de uma cinética. As análises enzimáticas foram realizadas através de absorbância e o teor de açúcar consumido no processo através de cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC). Para a pré-purificação da enzima produzida foram feitas diversas filtrações, definindo assim a faixa de massa molar em que se encontra a molécula da enzima. Após a definição do melhor meio de fermentação, utilizou-se esta enzima para aplicação no EFB para a polpação enzimática, com objetivo de degradação da lignina, preservando a porção celulósica da fibra. Na fermentação realizada inicialmente a produção de lacase foi de 5,33 U/mL, e após os processos de otimização, escolha de indutores e cinética, a atividade enzimática apresentou valores elevados. Decidiu-se dar continuidade ao estudo utilizando o EFB como indutor já que o usodeste forneceu atividade enzimática de 110,01U/mL. Com este extrato enzimático de alta atividade aplicou-se a enzima no resíduo lignocelulósico da palma, o qual apresentou teores de lignina reduzidos preservando a porção celulósica do material.

Abstract: This study involved there search and definition of the culture conditions that optimized the production of the laccase enzyme by Pleurotus sp., which is a white rot fungus used in biopulping process. The study involved submerged fermentations with different source of carbon and nitrogen concentration and pH variation. Also tested different enzyme inducers such as copper sulfate, ferulic acid, milled leaves and branches of pine tree (PM) and milled palm empty bunches (EFB). Whith the definition of the best enzymatic inducer was determined the time of fermentation process by a kinetic. Enzymatic analyzes and the sugar content consumed in the process were carried out by highperformance liquid cromatography (HPLC). For the pre-purification of the enzyme were realized several filtrations, thus defining the size of the enzyme molecule. After the definition of the best fermentation broth, this enzyme was used to apply in EFB for enzymatic pulping, in order to lignin degradation, preserving the cellulosic portion of the fiber. In the initial fermentation, laccase production was 5.33 U/mL, and after the process of optimization, choice of inducer and kinetic, the enzymatic activity showed high levels. It was decided to continue the study using the EFB as an inducer whereas that showed an enzymatic activity of 110.01U/mL. With this high activity of the enzymatic extract, the enzyme was applied in lignocellulosic waste palm, which reduced the lignin and preserved the cellulosic material.