Produção, purificação e caracterização parcial da dextranase de Pochonia chlamydosporia (VC4) e sua aplicação na remoção de dextrana do caldo de cana

Abstract

Dextranases (EC 3.2.1) são enzimas que hidrolisam ligações α-(1,6), α-(1,2), α-(1,3) e α-(1,4) em polissacarídeos de dextrana, sendo produzidas por fungos, bactérias e algumas leveduras. São utilizadas na produção de dextrana para aplicações clínicas, na produção de isomaltooligossacarídeos e oligodextranas prebióticos, em produtos de higiene bucal para o tratamento e a prevenção de cáries e para remoção de dextranas na indústria de açúcar. O objetivo deste trabalho foi produzir, purificar e caracterizar parcialmente a dextranase produzida pelo fungo Pochonia chlamydosporia (VC4) e avaliar sua aplicação na remoção de dextranas em caldo de cana. Os efeitos de diferentes componentes do meio de cultura na produção de dextrana foram analisados através do delineamento de Plackett-Burman e do delineamento composto central. A superfície de resposta foi utilizada para determinar quais os níveis, dentre as variáveis que influenciam a produção de dextranase, proporcionam maior produção desta enzima pelo fungo P. chlamydosporia. Avaliou-se, ainda, a aplicação da dextranase na remoção de dextrana do caldo de cana. O extrato bruto foi parcialmente purificado em resina de troca iônica DEAE-Sepharose. A atividade de dextranase foi avaliada em diferentes pHs, temperaturas e na presença de íons metálicos. Apenas dois componentes do meio de cultura, NaNO 3 e pH, demonstraram efeito significativo (p<0,05) sobre a produção de dextranase. Os níveis de NaNO 3 e pH que proporcionaram maior produção desta enzima foram, respectivamente, 5 g/L e 5,5. A dextranase de P. chlamydosporia mostrou-se eficaz em remover a dextrana presente no caldo de cana, reduzindo em 75% o teor de dextrana após 12 horas, quando comparado com o controle. O rendimento da purificação foi 128%, o fator de purificação foi 2,58, e a atividade específica de 114,66 U/mg. A temperatura e a faixa de pH que resultaram em maior atividade foram, respectivamente, 50 °C, e 5,0 a 6,0. O íon Cu 2+ inibiu a atividade da dextranase em 55%, e o íon Mg 2+ aumentou a atividade em 24%, em relação ao controle.Dextranases (EC 3.2.1) are enzymes that hydrolyze α-(1,6), α-(1,2), α-(1,3) and α-(1,4) bonds in dextran polysaccharides, being produced by fungi, bacteria and some yeasts. They are used in dextran production for clinical applications, in the production of isomalto-oligosaccharides and oligodextrans prebiotics, in oral hygiene products for the treatment and prevention of caries and for the dextrans removal in the sugar industry. The purpose of this study was to produce, partially purify and characterize dextranase produced by fungus Pochonia chlamydosporia (VC4), and evaluate its activity on dextran removal from sugarcane juice. The effects from different components of the culture medium on dextranase production were analyzed by Plackett-Burman experimental design and central composite design. The response surface was used to determine the levels, among the variables influencing dextranase production, provide greater production of this enzyme by the fungus P. chlamydosporia. It was evaluated, also, the dextranase application in removing dextran in sugarcane juice. The crude extract was partially purified on ion exchange resin DEAE-Sepharose. Dextranase activity was assessed at different pHs, temperatures and presence of metal ions. Only two components of the culture medium, pH and NaNO 3 , showed a significant effect (p<0.05) on dextranase production. It was determined that the pH and NaNO 3 levels which provided the higher enzyme production were, respectively, 5 g/L and 5.5. The dextranase from P. chlamydosporia proved to be effective in removing dextran present in sugarcane juice, reducing the dextran content by 75% after 12 hours, when compared to the control treatment. The purification yield was 128%, the purification factor was 2.58, and the specific activity was 114.66 U/mg. The temperature and pH range which resulted in increased activity were, respectively, 50 °C, and 5.0 to 6.0. The Cu 2+ ion inhibited dextranase activity by 55%, and the Mg 2+ ion increased dextranase activity by 24%, when compared to the control.