Strategies to increase cellulase production with submerged fermentation using fungi isolated from the Brazilian biome / Estratégias para produção de celulases através de fermentação submersa utilizando fungos isolados do bioma brasileiro

ABSTRACT

Studies on new microbial sources of cellulase and accurate assessment of the steps that increase cellulase production are essential strategies to reduce costs of various processes using such enzymes. This study aimed at the selection of cellulase-producing filamentous fungi, and at the research of parameters involving cellulase production by submerged fermentation. The first test consisted of selecting the best cellulase-producing microorganisms (FPase) in Erlenmeyer flasks containing 200 mL of specific growth medium. The next test was designed to further investigate the enzyme production in fermentation with four types of soluble sugars glucose, lactose, sucrose and xylose. In bioreactor tests, three different inoculation strategies were analyzed. The best FPase activity was presented by the strain Trichoderma sp. CMIAT 041 (49.9 FPU L-1) and CMCase by the fungus Lasiodiplodia theobromae CMIAT 096 (350.0 U L-1). Sucrose proved to be the best option among the soluble sugars tested, with higher rates of FPase activity (49.9 FPU L-1) and CMCase (119.7 U L-1). The best inoculation strategy for the bioreactor was a spore suspension obtained from a semi-solid state fermentation of wheat bran for 72h.

RESUMO

Estudos sobre novas fontes microbianas e análises mais acuradas das etapas que compõem a produção de celulases são essenciais como estratégias para diminuir os custos gerados pelo uso de celulases nos processos de obtenção de açúcares fermentescíveis. O trabalho teve como objetivo a seleção de fungos filamentosos produtores de celulases e a investigação de parâmetros que envolvem a produção enzimática em fermentação submersa. O primeiro teste consistiu em selecionar os melhores fungos produtores de celulases totais em frascos Erlenmeyer contendo 200 mL de meio de cultura específico. O teste subsequente teve o intuito de investigar a produção enzimática com quatro tipos de açúcares solúveis glicose, lactose, sacarose e xilose. Nos testes em biorreator foram analisados três diferentes estratégias de inoculação. Na etapa de seleção a melhor atividade de FPase foi apresentada por Trichoderma sp. CMIAT 041 (49,9 FPU L-1) e CMCase pelo fungo Lasiodiplodia theobromae CMIAT 096 (350,0 U L-1). O uso de sacarose mostrou-se ser a melhor opção dentre os açúcares solúveis testados, apresentando os maiores valores de atividade de FPase (49,9 FPU L-1) e CMCase (119,7 U L-1). A melhor estratégia de inoculação foi a suspensão de esporos obtidos a partir de fermentação em farelo de trigo, no tempo 72h.