Production of glucosyltransferase by Erwinia sp. using experimental design and response surface methodology

ABSTRACT

Glucosyltransferase produced by strain Erwinia sp. is an intracellular enzyme that catalyzes the formation of isomaltulose from sucrose. Isomaltulose is a non-cariogenic reducing dissacharide commercially used in foods. Response surface methodology and 2³-factorial central composite design were employed to optimize a fermentation medium for the production of glucosyltransferase by Erwinia sp. in shaken flasks at 200 rpm and 30ºC. The three variables involved in this study were sugar cane molasses (SCM), corn steep liquor (CSL) and yeast extract Prodex Lac SD (YEP). The statistical analysis of the results showed that, in the range studied, all the factors had a significant effect on glucosyltransferase production and the optimum medium composition for enzyme production was (in g l-1) SCM-100, CSL-60 and YEP-8, which lead to a glucosyltransferase activity of 6.65 U mL-1.

RESUMO

A glicosiltransferase obtida pela linhagem Erwinia sp. é uma enzima intracelular que catalisa a conversão de sacarose em isomaltulose. A isomaltulose é um dissacarídeo redutor, não cariogênico e comercialmente utilizado em alimentos como substituto da sacarose. A metodologia de superfície de resposta e planejamento fatorial composto central-2³ foram utilizados para otimizar o meio de cultivo para a produção de glicosiltransferase de Erwinia sp. em frascos sob agitação a 200 rpm e 30ºC. As três variáveis independentes envolvidas no estudo foram o melaço de cana de açúcar, a água de maceração de milho e o extrato de levedura Prodex Lac SD. As análises estatísticas dos resultados mostraram que, dentro da faixa estudada das concentrações dos componentes de meio de cultivo, todas as variáveis apresentaram efeito significativo na produção de glicosiltransferase. O meio de cultivo otimizado foi composto de 100 gL-1 de melaço de cana de açúcar, 60 gL-1 de água de maceração de milho e 8 gL-1 de extrato de levedura Prodex Lac SD, apresentando atividade de glicosiltransferase de 6.65 U mL-1.