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 percent whey protein and 0.2 percent 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 percent 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 percent 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 percent and 16.5 percent of its original activity. At pH 6.0 the enzyme lost about 36 percent 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 percent of amylase activity was retained after 2 h incubation at 45ºC. The amylase exhibited more than 70 percent 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 percent, 85 percent and 75 percent 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 l¨ªquido contendo amido sol¨²vel como fonte de carbono, alcançou uma atividade m¨¢xima de 37 U/mL em 32 horas. Estudos sobre a caracterização da amilase revelaram que a temperatura ¨®tima desta enzima foi 90ºC. A enzima foi est¨¢vel por 1 hora a temperaturas de 40 e 50ºC enquanto a 90ºC, 66 por cento da atividade m¨¢xima foi perdida. Entretanto, na presença de 5 mM de CaClð2, a enzima foi est¨¢vel a 90ºC por 30 minutos e manteve cerca de 58 por cento de sua atividade residual por 1 hora. O pH ¨®timo da enzima encontrado foi de 8.5. Ap¨®s a incubação da enzima por 2 horas a pH 9.5 e 11.0 foi observado um decr¨¦scimo de aproximadamente 6.3 por cento e 16.5 por cento da atividade original. Em pH 6.0 a enzima perdeu cerca de 36 por cento de sua atividade original. A enzima foi fortemente inibida por Co2+, Cu2+, e Ba2+, por¨¦m pouco afetada por Mg2+, Na+ e K+. Na presença de 2.0 M de NaCl, 63 por cento da atividade da amilase foi mantida ap¨®s 2 horas de incubação a temperatura de 45ºC. A amilase exibiu atividade acima de 70 por cento quando incubada por 1 hora a 50ºC em presença de s¨®dio dodecil sufato (SDS). Entretanto, uma baixa atividade residual foi obtida quando na presença do hipoclorito de s¨®dio e uma completa inibição quando a enzima foi incubada em per¨®xido de hidrog¨ºnio. A compatibilidade da amilase produzida pelo Bacillus sp SMIA-2, em relação a alguns detergentes comerciais mostrou que a enzima manteve 86 por cento, 85 por cento, e 75 por cento da atividade ap¨®s 20 minutos de incubação a 50ºC na presença dos detergentes Omo®, Campeiro® e Tide®, respectivamente.