Orientador: Yong Kun Park

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos e Agricola

Resumo: No presente trabalho desenvolvemos um estudo referente a duas cepas de bactérias produtoras de ?-amilase, representantes de um total de 851 microrganismos (fungos e bactérias), isolados de diferentes fontes (solo, água, vegetais), usando os meios de cultura agar batata e agar nutriente com...

Resumo: No presente trabalho desenvolvemos um estudo referente a duas cepas de bactérias produtoras de ?-amilase, representantes de um total de 851 microrganismos (fungos e bactérias), isolados de diferentes fontes (solo, água, vegetais), usando os meios de cultura agar batata e agar nutriente com amido a 1%. Identificamos estas cepas como Bacillus megaterium e Bacillus polymyxa. Estudamos a produção de ? -amilase por estas bactérias em diferentes temperaturas, para verificarmos a faixa ótima de temperatura de fermentação. Esta faixa foi, para Bacillus megaterium, de 26° a 29°C e, para Bacillus polymyxa, de 34° a 36°C. Estudamos também a influência de diferentes fontes de carboidrato e nitrogênio e suas concentrações. O melhor meio de cultura para a produção de ?-amilase do Bacillus megaterium foi amido 0,5%, farinha de soja 1%, extrato de levedura 1%, e, para a ? -amilase do Bacillus polymyxa, amido 2%, caseína 1% e extrato de levedura 1%. O método usado para verificar a produção dessas 8-amilases em relação ao pH e à massa celular foi o de agitação rotatória e mini-fermentação, nas temperaturas de 28°C para Bacillus megaterium e 35°C para Bacillus polymyxa durante 60 horas. Depois da centrifugação usamos o sobrenadante da cultura como fonte da enzima, a qual foi purificada pela precipitação com (NH4)2S04 a 80% e o precipitado foi dialisado e fracionado em colunas de DEAE-celulose e CM-celulose. A caracterização comparativa da atividade dessas ? -amilases mostrou os seguintes resultados: para o Bacillus megaterium as condições ótimas foram pH 6,5 a temperatura 40°-45°C, sendo a enzima estável na faixa de pH5,0-7,5 e inativada a temperatura acima de 55°C; o Km foi de 0,52mg/ml e a Vmax 1,02 ?mol/min/mg; a percentagem de hidrólise do amido foi 6l,3%. Para o Bacillus polymyxa o pH e a temperatura ótima foram 7,0 e 45°C, respectivamente, sendo a enzima estável na faixa de pH 4,0 a 9,0 e inativada acima de 60°C; o Km foi 1,92mg/ml e Vmax 1,04 ?mol/min/mgi a percentagem de hidrólise do amido foi 68,8%

Abstract: Of 851 micro-organisms (fungi and bacteria) obtained from various sources (soil, water, vegetables) two strains of ?-amylase producing bacteria were isolated, employing potato agar and nutrient agar as culture media. These strains were identified as Bacillus megaterium and Bacillus...

Abstract: Of 851 micro-organisms (fungi and bacteria) obtained from various sources (soil, water, vegetables) two strains of ?-amylase producing bacteria were isolated, employing potato agar and nutrient agar as culture media. These strains were identified as Bacillus megaterium and Bacillus polymyxa. The ? -amylase.production of these bacteria was studied at different temperatures to determine the best temperature range of fermentation. The range for Bacillus megaterium was between 26°-29°C and for Bacillus polymyxa between 34°-36°C. The effect of various carbohydrate and nitrogen sources and their concentrations was also studied. The best culture medium for the ? -amylase production by Bacillus megaterium was: 0,5% starch, 1% soybean flour, 1% of yeast extract and in the case of Bacillus polymyxa: 2% starch, 1% casein, 1% of yeast extract. The method used for assessing the production of ? -amylase in relation to pH and cellular mass, was rotatory shake and mini-fermentation at the temperature of 28°C for Bacillus megaterium and 35°C for Bacillus polymyxa, during 60 hours. After centrifugation the supernatant of the culture was used as the S-amylase source and purified as follows: precipitation was effected with 80% solution of (NH4)2S04; the precipitate was dialised and fractioned using DEAE-cellulose and CM-cellulose columns. A comparative characterization of the activity of the ? -amylases obtained, showed following resu1ts: best conditions for Bacillus megaterium were pH 6.5 and a temperature of 40°-45°, the enzyme being stab1e in the range of pH 5.0-7.5 and inactivated above 55°C. The km was 0.52mg/ml, Vmax 1.02~mol/min/mg, and the percentage of starch hydro1ysis was 61.3. For Bacillus polymyxa the optimum pH and temperature were 7.0 and 450C, respectively, the enzyme being stab1e in the range between pH 4.0 and 9.0, and inactivated above 60°C. The km was 1.92mg/ml, Vmax 1.04?mo1/min/mg and the degree of starch hydrolysis was 68.8%