Resumo
The bacterium Zymomonas mobilis presents potential for sorbitol production when grown in culture medium with high sugar concentration. Sorbitol is produced and accumulated in the periplasma of the bacterium to protect the cells from the harmful effects of high osmotic pressure that results from the action of invertase on sucrose. The conversion of sucrose into glucose and fructose increases the osmolarity of the medium. However, an excessive increase in the osmotic pressure may decrease the sorbitol production. In this work Saccharomyces cerevisiae invertase was added two media containing sucrose 200 and 300 g.L-1. Sorbitol production in sucrose at 200 g.L-1 was 42.35 and 38.42 g.L-1, with and without the invertase treatment, respectively. In the culture medium with 300 g.L-1 sucrose, production reached 60.4 g.L-1 and with invertase treatment was 19.14 g.L-1. These results indicated that the excessive rise in osmotic pressure led to a significant decrease in sorbitol production by the Zymomonas mobilis bacterium in the sucrose medium treated with invertase.
A bactéria Zymomonas mobilis, apresenta potencial para produção de sorbitol quando crescida em meio com alta concentração de açúcar. O sorbitol produzido é acumulado no periplasma da bactéria para conter os efeitos prejudiciais da elevada pressão osmótica, que resulta pela ação da enzima invertase, que promove hidrólise da sacarose. A conversão da sacarose em glicose e frutose aumentando a osmolaridade do meio. Entretanto, um aumento excessivo na pressão osmótica pode inibir a produção de sorbitol pela bactéria. Este trabalho empregou invertase de Saccharomyces cerevisiae nos meios de fermentação com sacarose a 200 e 300 g.L-1. A produção de sorbitol no meio com sacarose a 200 g.L-1 foi de 42,35 g.L-1 e 38,42 g.L-1 com e sem tratamento com invertase respectivamente. No meio com 300 g.L-1 sem tratamento, a produção foi de 60,42 e com tratamento 19,14 g.L-1. Estes resultados indicaram que a elevação excessiva da pressão osmótica, pela adição de invertase levou a uma diminuição significativa na produção de sorbitol pela bactéria Zymomonas mobilis.
Resumo
Brazil is the world"s largest producer of orange and concentrated juice for export. Concentrated juice with high levels of naringin has excessive bitterness, which reduces the quality and value on the market. The debittering can be obtained by using naringinase, an enzymatic complex that degrades naringin. This study reports the production of naringinase by Aspergillus niger 426 utilizing both sugar cane molasses as carbon source and yeast extract as nitrogen source. Naringin was used as inducer. Five nitrogen sources were studied and yeast extract was found as the best one as 225.6 mU/mL of naringinase activity at 120 hours of fermentation was achivied. For optimization of naringinase production it was applied response-surface methodology, with 22 incomplete factorial design. An activity value of 354.26 mU/mL of naringinase was achivied when as independent variables yeast extract (14.0g/L) and naringin (0.2g/L) were used. When applied ultrasound waves at 20 kHz of intensity for 2 minutes in the fermented broth, the activity reached the highest value of 473.6 mU/mL. Thus, naringinase, this enzyme of great potential for biotechnological applications, has its production increased by using statistical design and ultrasound.
O Brasil é o maior produtor mundial de laranja e de suco concentrado destinado à exportação. Sucos cítricos concentrados para exportação com níveis elevados de naringina são excessivamente amargos, o que reduz a qualidade e o valor comercial do produto. A redução do amargor pode ser obtida pela naringinase, um complexo enzimático que degrada a naringina. Neste trabalho Aspergillus niger 426 foi usado como produtor de naringinase utilizando matérias-prima da agroindústria, melaço como fonte de carbono e extrato de levedura como fonte de nitrogênio. Naringina foi usada como indutor. Dentre as cinco fontes de nitrogênio pesquisadas, extrato de levedura apresentou o melhor resultado de 225,6 mU/mL de naringinase em 120 horas de cultivo. Para otimização da produção de naringinase, foi aplicada a metodologia de superfície de resposta, com planejamento fatorial incompleto 22, obtendo 354,26 mU/mL de atividade de naringinase, tendo como variáveis independentes o extrato de levedura (14,0g/L) e naringina (0,2g/L). Quando aplicadas ondas de ultrassom com intensidade de 20 kHz por 2 minutos na cultura, a atividade de naringinase atingiu o valor máximo de 473,6 mU/mL. Assim, a naringinase, enzima de grande potencial de aplicação biotecnológica, teve a produção aumentada pelo uso do planejamento estatístico e ultrassom.