Produção de xilanases por fermentação em estado sólido de farelo de trigo utilizando consórcios fúngicos / Production of xylanases by solid state fermentation of wheat bran using fungal consortia

A fim de se agregar valor ao resíduo farelo de trigo gerado em indústrias do setor alimentício avaliou-se, no presente trabalho, o potencial deste subproduto como substrato para produção de enzima xilanase no cultivo em estado sólido, utilizando consórcios fúngicos bem como os fungos Aspergillus oryzae CCT nº 0975 (ATCC9362) eTrichoderma reesei CCT nº 2768 - QM 9414. Para tanto utilizou-se o farelo de trigo, não lavado e não autoclavado, como fonte de carbono e energia na fermentação em estado sólido pelo fungo Aspergillus oryzae que apresentou maior produção do percentual de proteína nas 72 horas de cultivo. Depois de realizado um Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR) - planejamento fatorial 23,com três repetições no ponto central e seis pontos axiais - partiu-se para otimização dos fatores que foram considerados significativos no processo: umidade, pH e granulometria. Os fatores foram considerados significativos pela A NOVA com o nível de 95% de confiança e com o resultado otimizado de atividade enzimática de (1.84 ± 0.01) UI/mL utilizando pH 3,3, granulometria de 900,0 µm e umidade de 40%. O caldo enzimático obtido foi considerado eficiente na modificação de tipificação de farinhas de trigo pelo estudo dos parâmetros reológicos do falling number e alveografia sendo estável por cerca de 3 meses

This study aimed to find alternatives for wheat bran disposal destination generated in food industry sector,thus contributing to the reduction of the resultant impact of residue depo-sition in the environment. The poten-tial of the wheat bran as a substrate for xylanase production by solid-state fermentation using fungal con-sortiums as well as Aspergillus ory-zae (ATCC9362) and Trichoderma reesei (2768) was valued. The use of non-washed and non-autoclaved wheat bran as carbon and energy source in solid-state fermentation by A. oryzae fungus showed greater per-centage of produced protein after 72 h of cultivation. The use of a central composite rotatable design(CCRD), 23 factorial planning with three rep-etitions at the central point as well as six axial points, coupled with Sur-face Response Methodology (SRM) allowed to assay the influence of hu-midity, pH, and grain size (indepen-dent variables or factors) on the xy-lanase activity(dependent variable or response) as well as to optimize the best conditions for the enzyme production. The results showed that all factors and their combinations were significant at 95% confidence level. The optimized xylanase activi-ty was (1.84 ± 0.01) UI/mL, obtained at 40% humidity and pH 3.3 with a grain size of 900.0 µm. The produced broth was stable for 3 months and approximately had 50% of the initial xylanase activity at 4°C. SDS-PAGE assay showed that xylanase has 30 kDa molar mass. The obtained en-zymatic broth was efficient to modify wheat flours as shown by the falling number rheologic parameters and alveography assay

Produção de xilanases por fermentação em estado sólido, de farelo de trigo utilizando consórcios fúngicos

A fim de se agregar valor ao resíduo farelo de trigo gerado em indústrias do setor alimentício avaliou-se, no presente trabalho, o potencial deste subproduto como substrato para produção de enzima xilanase no cultivo em estado sólido, utilizando consórcios fúngicos bem como os fungos Aspergillus oryzae CCT nº 0975 (ATCC9362) e Trichoderma reesei CCT nº 2768 - QM 9414. Para tanto utilizou-se o farelo de trigo, não lavado e não autoclavado, como fonte de carbono e energia na fermentação em estado sólido pelo fungo Aspergillus oryzae que apresentou maior produção do percentual de proteína nas 72 horas de cultivo. Depois de realizado um Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR) - planejamento fatorial 2 3, com três repetições no ponto central e seis pontos axiais - partiu-se para otimização dos fatores que foram considerados significativos no processo: umidade, pH e granulometria. Os fatores foram considerados significativos pela ANOVA com o nível de 95% de confiança e com o resultado otimizado de atividade enzimática de (1.84 ± 0.01) UI/ mL utilizando pH 3,3, granulometria de 900,0 µm e umidade de 40%. O caldo enzimático obtido foi considerado eficiente na modificação de tipificação de farinhas de trigo pelo estudo dos parâmetros reológicos do falling number e alveografia sendo estável por cerca de 3 meses.(AU)

This study aimed to find alternatives for wheat bran disposal destination generated in food industry sector, thus contributing to the reduction of the resultant impact of residue deposition in the environment. The potential of the wheat bran as a substrate for xylanase production by solid state fermentation using fungal consortiums as well as Aspergillus oryzae (ATCC9362) and Trichoderma reesei (2768) was valued. The use of non-washed and non-autoclaved wheat bran as carbon and energy source in solid-state fermentation by A. oryzaefungus showed greater percentage of produced protein after 72 h of cultivation. The use of a central composite rotatable design (CCRD), 2 3 factorial planning with three repetitions at the central point as well as six axial points, coupled with Surface Response Methodology (SRM) allowed to assay the influence of humidity, pH, and grain size (independent variables or factors) on the xylanase activity (dependent variable or response) as well as to optimize the best conditions for the enzyme production. The results showed that all factors and their combinations were significant at 95% confidence level. The optimized xylanase activity was (1.84 ± 0.01) UI/mL, obtained at 40% humidity and pH 3.3 with a grain size of 900.0 µm. The produced broth was stable for 3 months and approximately had 50% of the initial xylanase activity at 4°C. SDS-PAGE assay showed that xylanase has 30 kDa molar mass. The obtained enzymatic broth was efficient to modify wheat flours as shown by the falling number rheologic parameters and alveography assay.(AU)