Properties of an amylase from thermophilic Bacillus SP.

ABSTRACT

alpha-Amylase production by thermophilic Bacillus sp strain SMIA-2 cultivated in liquid cultures containing soluble starch as a carbon source and supplemented with 0.05% whey protein and 0.2% peptone reached a maximum activity at 32 h, with levels of 37 U/mL. Studies on the amylase characterization revealed that the optimum temperature of this enzyme was 90ºC. The enzyme was stable for 1 h at temperatures ranging from 40-50ºC while at 90ºC, 66% of its maximum activity was lost. However, in the presence of 5 mM CaCl2, the enzyme was stable at 90ºC for 30 min and retained about 58% residual activity after 1 h. The optimum pH of the enzyme was found to be 8.5. After incubation of enzyme for 2 h at pH 9.5 and 11.0 was observed a decrease of about 6.3% and 16.5% of its original activity. At pH 6.0 the enzyme lost about 36% of its original activity. The enzyme was strongly inhibited by Co2+, Cu2+ and Ba2+, but less affected by Mg2+, Na+ and K+. In the presence of 2.0 M NaCl, 63% of amylase activity was retained after 2 h incubation at 45ºC. The amylase exhibited more than 70% activity when incubated for 1 h at 50ºC with sodium dodecyl sulphate. However, very little residual activity was obtained with sodium hypochlorite and with hydrogen peroxide the enzyme was completely inhibited. The compatibility of Bacillus sp SMIA-2 amylase with certain commercial detergents was shown to be good as the enzyme retained 86%, 85% and 75% of its activity after 20 min incubation at 50ºC in the presence of the detergent brands Omo®, Campeiro® and Tide®, respectively.

RESUMO

A produção de alfa-amilase por um termofilico, Bacillus sp SMIA-2, cultivado em meio líquido contendo amido solúvel como fonte de carbono, alcançou uma atividade máxima de 37 U/mL em 32 horas. Estudos sobre a caracterização da amilase revelaram que a temperatura ótima desta enzima foi 90ºC. A enzima foi estável por 1 hora a temperaturas de 40 e 50ºC enquanto a 90ºC, 66% da atividade máxima foi perdida. Entretanto, na presença de 5 mM de CaCl­2, a enzima foi estável a 90ºC por 30 minutos e manteve cerca de 58% de sua atividade residual por 1 hora. O pH ótimo da enzima encontrado foi de 8.5. Após a incubação da enzima por 2 horas a pH 9.5 e 11.0 foi observado um decréscimo de aproximadamente 6.3% e 16.5% da atividade original. Em pH 6.0 a enzima perdeu cerca de 36% de sua atividade original. A enzima foi fortemente inibida por Co2+, Cu2+, e Ba2+, porém pouco afetada por Mg2+, Na+ e K+. Na presença de 2.0 M de NaCl, 63% da atividade da amilase foi mantida após 2 horas de incubação a temperatura de 45ºC. A amilase exibiu atividade acima de 70% quando incubada por 1 hora a 50ºC em presença de sódio dodecil sufato (SDS). Entretanto, uma baixa atividade residual foi obtida quando na presença do hipoclorito de sódio e uma completa inibição quando a enzima foi incubada em peróxido de hidrogênio. A compatibilidade da amilase produzida pelo Bacillus sp SMIA-2, em relação a alguns detergentes comerciais mostrou que a enzima manteve 86%, 85%, e 75% da atividade após 20 minutos de incubação a 50ºC na presença dos detergentes Omo®, Campeiro® e Tide®, respectivamente.