Caracterização de efluente têxtil e avaliação da capacidade de remoção de cor utilizando o fungo Lasiodiplodia theobromae MMPI / Textile effluent characterization and evaluation of capacity color removal using the fungus Lasiodiplodia theobromae MMPI

RESUMO Os processos industriais de produção têxtil têm como característica o uso de grandes volumes de água durante as etapas de lavagem e tingimento dos tecidos, resultando em efluentes com enorme diversidade e complexidade química. A presença de corantes dissolvidos é bastante visível e problemática, considerando sua recalcitrância e cinética de degradação lenta. Neste trabalho, o fungo Lasiodiplodia theobromae MMPI foi avaliado quanto à capacidade de descoloração de efluente industrial têxtil. Os ensaios foram conduzidos em biorreator de bancada (5 L) com tempo de incubação de 192 horas. A eficiência de descoloração variou de 19,52% (24 h) a 91,26% (168 h) e a produção de biomassa micelial variou de 1,23 g.L-1 (24 h) a 7,60 g.L-1 (168 h). Produção de exopolissacarídeo (EPS) também foi observada, com quantidades variando de 2,84 g L-1 em 24 h a 4,28 g.L-1 em 48 h. A caracterização do efluente industrial indicou valores de alguns parâmetros de controle fora dos padrões de lançamento exigidos pela legislação brasileira, com elevada demanda química de oxigênio (DQO) (659 mg.L-1) e demanda bioquímica de oxigênio (DBO5) (328 mg.L-1). A análise de toxicidade utilizando o microcrustáceo Artemia salina demonstrou que a concentração de efluente bruto que causou a mortalidade de 50% dos organismos (CL50) foi de aproximadamente 14,72% (v/v) e ao final do tratamento foi de 4,98% (v/v). Embora o fungo não tenha sido hábil na detoxificação biológica do efluente, ele apresentou resultados promissores quanto à capacidade de remoção de cor, demonstrando potencial de uso em processos auxiliares de tratamento de efluente industrial têxtil visando descoloração.

ABSTRACT The industrial processes of textile production are characterized by the use of large volumes of water during the washing steps and fabric dyeing, resulting in effluent with enormous diversity and chemical complexity. The presence of dissolved dyes is quite noticeable and problematic, considering their recalcitrance and slow degradation kinetic. In this work, the Lasiodiplodia theobromae MMPI fungus was evaluated for their ability to removing color from effluent. The assays were performed in a bench-scale bioreactor (5 L) with an incubation time of 192 hours. The decoloring efficiency ranged from 19.52% on 24h to 91,26% on 168 h and the mycelial biomass production ranged from 1.23 g.L-1 (24 h) to 7.60 g.L-1 (168 h). Production of exopolysaccharide (EPS) also was observed, with amounts ranged from 2.84 g.L-1 (24 h) to 4.28 g.L-1 (48 h). The characterization of the effluent showed some values of control parameters outside the discharge standards required by Brazilian law, with high Chemical Oxygen Demand (COD) (659 mg.L-1) and Biochemical Oxygen Demand (BOD5) (328 mg.L-1). The toxicity analysis using the microcrustacean Artemia salina, showed that the raw effluent concentration that caused 50% mortality of organisms (LC50) was approximately 14.72% (v/v) and at the end of treatment was 4.98% (v/v). Although the fungus was not efficient in biological detoxification of the effluent, it showed promising results for its color removal capacity, demonstrating potential for use in auxiliary treatment processes of textile effluents for the color removal.

Antimicrobial activity of essential oils from Pimenta pseudocaryophyllus and Tynanthus micranthus

The present study describes the chemical composition and antimicrobial activity of essential oils obtained by hydrodistillation from the leaves of Pimenta pseudocaryophyllus (1.0 percent w/w) and Tynanthus micranthus (1.1 percent w/w). GC and GC/MS analysis demonstrated that eugenol was the only component in the T. micranthus essential oil (99.9 percent) and the major component in the P. pseudocaryophyllus essential oil (92.59 percent), which also presented methyleugenol, terpinen-4-ol, o-cymene and (E)-caryophyllene, among others. Both the oils presented antimicrobial activity against bacteria, yeast and filamentous fungi tested.The Bioautography test revealed that eugenol was the bioactive component in both the oils against Cladosporium herbarum. This is the first report about the T. micranthus essential oil, and the antifungal activity of P. pseudocaryophyllus. The results confirmed the potential of eugenol-rich essential oils not only as a source of flavor compounds, but also of use as antimicrobial agent in agriculture and in pharmaceutical and food products.

O presente trabalho descreve a análise da composição química e a avaliação da atividade antimicrobiana dos óleos essenciais obtidos por hidrodestilação das folhas de Pimenta pseudocaryophyllus (1.0 por cento m/m) e de Tynanthus micranthus (1.1 por cento m/m). As análises por CG e CG-EM demonstraram que o óleo essencial de P. pseudocaryophyllus apresenta o eugenol como componente principal (92.6 por cento ), além de outros constituintes como methyleugenol, tepinen-4-ol, O-cimeno e (E)-cariofileno. O óleo de T. micranthus contém o eugenol como único constituinte (99.9 por cento). Ambos os óleos apresentaram atividade contra bactérias, leveduras e fungos filamentosos. O teste de bioautografia revelou o eugenol como a substância responsável pela atividade contra o Cladosporium herbarum dos óleos das duas espécies. Este é o primeiro estudo sobre o óleo essencial de T. micranthus e o primeiro relato sobre a atividade antifúngica do óleo essencial de P. pseudocaryophyllus. Os resultados obtidos confirmaram o potencial de óleos essenciais ricos em eugenol para uso como agentes antimicrobianos na agricultura e na preparação de produtos alimentícios e farmacêuticos.

Genetic diversity among Botryosphaeria isolates and their correlation with cell wall-lytic enzyme production

Nine isolates of Botryosphaeria spp. were evaluated for their growth and the production of cell wall-lytic enzymes (laccase, pectinase and beta-1,3-glucanase) when grown on basal medium in the absence and presence of the laccase inducer, veratryl alcohol (VA). The genetic relationship among the nine isolates collected from different host plants was determined by RAPD analyses. ITS sequence analysis showed eight closely related isolates classified as Botryosphaeria rhodina, and one isolate classified as Botryosphaeria ribis. RAPD analysis resolved the isolates into three main clusters based upon levels of laccase and beta-1,3-glucanase activity. There appears to be no correlation between pectinase production and genetic diversity among the nine isolates. However, the strain characterized as B. ribis, positioned out of the main cluster, was found to be the highest producer of pectinases in the presence of VA.

Nove isolados de Botryosphaeria spp foram avaliados quanto ao crescimento e produção de enzimas líticas da parede celular (lacase, pectinase e beta-1,3-glucanase) quando cultivados em meio basal na ausência e presença do indutor de lacase álcool veratrílico (VA). As relações genéticas entre os nove isolados coletados de diferentes plantas hospedeiras foram determinadas por RAPD. A análise das seqüências de nucleotídeos da região ITS mostrou oito isolados estreitamente relacionados, os quais foram classificados como Botryosphaeria rhodina e um isolado como Botryosphaeria ribis. A análise por RAPD agrupou os isolados em três grupos principais condizentes com os níveis de atividades de lacase e beta-1,3-glucanase. Nenhuma correlação foi detectada entre a produção de pectinase e a diversidade genética nos nove isolados. Entretanto, a linhagem caracterizada como B. ribis, posicionada fora dos grupos principais, se mostrou maior produtora de pectinase na presença de álcool veratrílico.

Structural characterization of the bglH gene encoding a beta-glucosidase-like enzyme in an endophytic Bacillus pumilus strain

A beta-glucosidase-like enzyme-encoding gene (bglH) of an endophytic Bacillus pumilus strain (CL16) was cloned using a shotgun genomic library constructed in Escherichia coli. The nucleotide sequence of the entire cloned fragment (2484 bp) was determined and characterized. An incomplete open reading frame (ORF) of 534 bp (ORF1) designated bglP and a complete ORF of 1419 bp (ORF2) designated bglH, located in the fragment, are organized in an operon. The protein deduced from 1419 bp (ORF2) had 472 amino acid residues without a characteristic signal peptide sequence, suggesting that the enzyme is localized in the cytoplasm. The amino acid sequence deduced from bglH gene had high similarity with beta-glucosidases from the glycosyl hydrolase family 1. Over-expression of the B. pumilus bglH gene in E. coli showed a 54 kDa protein whose identity was confirmed by mass spectrometry (MALDI-TOF).

Antifungal activity of essential oil isolated from Ocimum gratissimum L. (eugenol chemotype) against phytopathogenic fungi

An investigation of antifungal activity of the essential oil obtained by steam-distillation (1.1 percent w/w) of the aerial parts of Ocimum gratissimum and of an ethanolic extract from the steam-distillation residue was carried out using the agar diffusion method. The results revealed that the essential oil inhibited the growth of all fungi tested, including the phytopathogens, Botryosphaeria rhodina, Rhizoctonia sp. and two strains of Alternaria sp., while the extract from the residue was inactive. The essential oil was subjected to TLC bioautography used to detect fungitoxic constituents. The compound that showed antifungal activity was isolated and identified as eugenol. GC/MS analysis showed that eugenol was the main constituent of the essential oil studied. The antifungal activity of eugenol was evaluated against a species of Alternaria isolated from tomato (A1) and Penicillium chrysogenum. The minimal inhibitory concentrations of eugenol were 0.16 and 0.31 mg/disc for Alternaria sp. (A1) and P. chrysogenum, respectively.

O óleo essencial resultante da destilação por arraste a vapor das partes aéreas de Ocimum gratissimum e o extrato etanólico obtido do resíduo da destilação foram avaliados quanto à atividade antifúngica, utilizando-se o método de difusão em agar. O óleo essencial inibiu o crescimento de todos os fungos testados, incluindo os fitopatogênicos Botryosphaeria rhodina e duas espécies de Alternaria sp, enquanto que o extrato do resíduo da destilação não apresentou atividade. O óleo essencial foi, então, submetido ao método de bioautografia em TLC para detecção do composto ativo. O componente ativo foi isolado e identificado através da análise por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas como o eugenol, constituinte majoritário do óleo estudado. Ensaios de atividade antifúngica revelaram a atividade do eugenol contra Alternaria isolada de tomate (A1) e Penicillium chrysogenum. As concentrações inibitórias mínimas foram 0,16 mg/disco e 0,31 mg/disco para Arternaria sp (A1) e P. chrysogenum, respectivamente.

A comparative study on fungal laccases immobilized on chitosan

A enzima fenol-oxidase lacase obtida da cultura de dos fungos Pleurotus ostreatus e Botryosphaeria sp, e de origem comercial, obtida de Aspergillus sp. foi imobilizada em quitosana, grau farmacêutico, por adsorção seguida de ligação cruzada. Diferentes condições de imobilização com relação à granulometria do suporte e à quantidade de extrato enzimático de lacase utilizado foram testadas, visando-se obter elevadas atividades enzimáticas com a enzima imobilizada. Dois diferentes substratos foram utilizados para a determinação da atividade enzimática, ABTS e DMP. A maior atividade foi obtida com 1,0mg/mL do extrato enzimático de lacase de Botryosphaeria sp. para 1,0g de suporte (200 mesh). Estas enzimas imobilizadas se destinam à melhoria de vinhos brancos, via degradação de compostos fenólicos indesejados.

Influence of Tween on constitutive and inducible laccase production by Botryosphaeria sp - DOI: 10.4025/actascibiolsci.v26i4.1536 / Influência de Tween na produção de lacases constitutivas e indutivas pelo Botryosphaeria sp - DOI: 10.4025/actascibiolsci.v26i4.1536

Botryosphaeria sp. is a ligninolytic fungus that produces laccase. It was previously established that veratryl alcohol (VA) strongly induced laccase production in this ascomyceteous. It is well known that surfactants such as Tween - 80 can increase the production of some fungal exo-enzymes. It has been reported that Tween-80 can also induce laccase production in basidiomycetes. In this work, the influence of Tweens 20, 40, 60 and 80 on the production of constitutive laccases (in the absence of VA) and inducible laccases (in the presence of VA) by Botryosphaeria sp. was evaluated, separately. Laccase activity was assayed using two putative laccase substrates: ABTS (PPO - I) and DMP (PPO - II). All of the Tweens examined increased the production of both constitutive and inducible laccase PPO - I, but did not affect the production of constitutive laccase PPO - II. Tweens 60 and 20 increased the production of inducible laccase PPO - II, while Tween 80 and 40 did not cause any effect

O Botryosphaeria sp. é um fungo ligninolítico produtor de lacases. Estudos anteriores demonstraram que o álcool veratrílico (AV) induziu fortemente a produção de lacases nesse ascomiceto. Sabe-se que surfactantes tais como o Tween - 80 podem aumentar a produção de algumas exoenzimas fúngicas. Tem sido relatado que o Tween-80 pode induzir a produção de lacase em basidiomicetos. No presente trabalho, foi avaliada a influência dos Tweens 80, 60, 40 e 20 na produção de lacases constitutivas (ausência de AV) e indutivas (presença de AV) pelo Botryosphaeria sp. A atividade de lacase foi determinada usando-se dois substratos diferentes, o ABTS (PPO - I) e o DMP (PPO - II). Todos os Tweens estudados aumentaram a produção das lacases (PPO - I) constitutivas e indutivas e não afetaram a produção da lacase (PPO - II) constitutiva. Os Tweens 60 e 20 aumentaram a produção da lacase (PPO - II) indutiva, enquanto que os Tweens 80 e 40 não causaram nenhum efeito

Xylanase production by Trichoderma harzianum rifai by solid state fermentation on sugarcane bagasse

Sugarcane bagasse was used as substrate for xylanase production by means of a strain of Trichoderma harzianum Rifai isolated from decaying Aspidosperma sp. (peroba) wood. The bagasse was washed, dried, milled and wetted with minimal salts medium and the cultures grown at 28 ñ 2§C for 7 days. Two extraction methods were tested for enzyme recovery: (A) Tween 80, 0.1(per cent) (v/v), in physiological saline, and (B) 50mM sodium acetate buffer, pH 5.0, under agitation (180rpm) for 15, 30 and 60min. After a single extraction, both extraction methods recovered an average of 15U/ml of xylanase activity, independent on the time of shaking. A second and third extraction recovered 10.4 and 6.6U/ml xylanase, respectively. The effect of volume size for extraction, and sugarcane bagasse concentration, on xylanase production were also investigated. The growth profile of Trichoderma harzianum was followed over 20 days on 14(per cent) (w/v) bagasse, and highest xylanase activity (288U/ml) appeared on the seventh day. The enzymatic extract after precipitation with ammonium sulphate was submitted to electrophoresis on polyacrylamide gels and showed 4 protein-staining bands, one of which exhibited xylanase activity.