Orientador: Eleni Gomes / Banca: Eleonora Cano Carmona / Banca: Hamilton Cabral / Resumo: As pectinases são enzimas com importantes aplicações econômicas, especialmente na indústria alimentícia. Pectinases termoestáveis, produzidas por microrganismos termofílicos, apresentam uma série de características que favorecem sua aplicação em processos industriais, como, por exemplo, estabilidade em ampla faixa de pH e temperatura e maior tolerância a agentes químicos desnaturantes de proteínas. Contudo, os principais microrganismos empregados na produção de poligalacturonases (PGs) são fungos mesofílicos. O presente trabalho teve por objetivo realizar um estudo comparativo de produção de PGs em fermentação em estado sólido (FES) por fungos mesofílicos e termofílicos. Foram utilizados os fungos mesofílicos Aspergillus niger NRRL 3112 e Penicillium itallicum IZ 1584, reconhecidos como bons produtores de PGs, os termofílicos Thermomyces lanuginosus ROB e Rhizomucor pusillus A13.36 e o termodúrico Aspergillus fumigatus N31. Os microrganismos foram cultivados em FES em farelo de trigo, os mesofílicos a 27ºC e os demais a 45ºC, por períodos de 10 a 15 dias. Os maiores produtores de PG foram P. itallicum IZ 1584 (51U/g) e A. fumigatus N31 (59,40 U/g). As PGs dos fungos termofílicos apresentaram maiores valores de temperatura ótima e maior termoestabilidade que as dos mesofílicos. T. lanuginosus produziu PG com maior valor de temperatura ótima (70ºC). A. fumigatus produziu a PG mais termoestável, que conservou 100% da atividade original após 1 h de incubação a 50ºC em ausência de substrato. Cromatografias em filtração em gel e zimogramas revelaram a expressão de 7 isoformas de PG em A. niger NRRL 3112, 3 isoformas em P. itallicum IZ 1584, T. lanuginosus ROB e R. pusillus, e 2 isoformas em A. fumigatus N31. / Abstract: Pectinases are enzymes with important economic applications, especially in food industry. Termostable pectinases, produced by termophilic microorganisms, display an array of characteristics that support their application in industrial processes, such as stability through a wide pH and temperature range, as well as higher tolerance to protein denaturating chemical agents. However, the major microoganisms employed in polygalacturonases (PGs) prodution are mesophilic fungi. The present work aimed to make a comparative study of PG production by mesophilic and thermophilc fungi in Solid-State Fermentation (SSF). The fungi employed were the mesophilic Aspergillus niger NRRL 3112 and Penicillium itallicum IZ 1584, both known as good PGs producers, the thermophilic Thermomyces lanuginosus ROB and Rhizomucor pusillus A13.36 and the termoduric Aspergillus fumigatus N31. The fungi were bred in wheat bran in SSF, the mesophilic at 27ºC and the others at 45ºC, during periods of 10 to 15 days. The higher PGs producers where P. itallicum IZ 1584 (51U/g) and A. fumigatus N31 (59,40 U/g). PGs of thermophilc fungi have shown higher values of optimum temperature and termostability than mesophilic PGs. T. lanuginosus produced PG with the higher value of optimum temperature for activity (70ºC). A. fumigatus have shown the most thermostable PG, which mantained 100% of its original activity after 1 h of incubation at 50ºC in absence of substrate. Gel filtration chromatography and zymograms revealed the expression of 7 PG isoforms for A. niger, 3 isoforms for P. itallicum IZ 1584, T. lanuginosus ROB and R. Pusillus, and 2 isoforms for A. fumigatus N31. / Mestre

Resumo: Sabe-se que uma variedade de microrganismos produzem um ou mais tipos de amilases para degradar os amiláceos presentes no ambiente e que as amilases produzidas por microrganismos termofílicos apresentam características mais termoestáveis do que aquelas produzidas por mesófilos. Essas amilases termoestáveis são de grande interesse na indústria de processamento de amido, uma vez a temperatura do gelatinização do mesmo, etapa importante do processo, fica em torno de 70ºC. Além disso, os processos que ocorrem em altas temperaturas, têm menor risco de contaminação por mesófilos e a diminuição da viscosidade do meio permite trabalhar com elevadas concentrações de substrato. No presente trabalho foram isoladas, a partir de amostras de solos, compostagens e resíduos agro-industriais, 339 linhagens microbianas termofílicas (326 bacterianas e 13 fúngicas) capazes de crescer a 55ºC em meio contendo amido como única fonte de carbono. As 163 linhagens (162 bactérias e 1 fungo) que se destacaram quanto à produção de amilases e à velocidade de crescimento em meio sólido, foram selecionadas e submetidas às fermentações submersa (meio nutriente) e semi-sólida (farelo de trigo). As atividades enzimáticas foram determinadas pelo método dextrinizante (a- amilase), pela quantificação da glicose (glucoamilase) e de açúcares redutores liberados a partir da hidrólise do amido. Das linhagens testadas, nove mostraram-se boas produtoras de a-amilase em fermentação submersa e/ou semi-sólida, fato pelo qual foram selecionadas para produção de amilases em meios formulados a partir de resíduos líquidos da extração de mandioca e milho (fermentação submersa) e sólidos, constituídos de farelos de mandioca, milho e trigo (fermentação semi-sólida). Quatro linhagens se destacaram, sendo suas enzimas brutas caracterizadas quanto às propriedades físico-químicas...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: It is known that some microorganisms produce one or more amylase types that degrade organic compound present in the environment. The amylases produced by thermophilic microorganisms present characteristics more thermostable than those produced by mesophilics. Since starch gelatinization temperature is around 70ºC, the thermostable amylases are very important to starch processing industry. Besides, the processes that happen in high temperatures have less risk of contamination for the mesophilic microorganisms, the decrease of the viscosity of the media and allows to work with high substrate concentrations. In the present work thermophilic microorganisms (326 bacteria and 13 fungi) were isolated from soil samples, decaying agricultural waste and agriculture-industrial residues. They are able to grow at 55ºC in media containing starch as only carbon source. 163 strains (162 bacteria and 1 fungus) that showed high amylase production and fast growth in solid media were selected and submitted to the submerged (nutrient media) and semi-solid (wheat bran) fermentations. The enzymatic activities were determined by dextrinogenic method (a-amylase), by the quantification of the glucose (glucoamylase) and of the reducing sugars released from the starch hydrolysis. Among the tested strains, nine have shown high a-amylase production in submerged and/or semi-solid fermentations and because of this they were selected for amylase production in medium formulated with liquid wastes of extraction starch from the cassava and corn (submerged fermentation), and solid wastes constituted of cassava, corn, and wheat brans (semi-solid fermentation). Among these strains, four were selected and their crude enzymes were characterized regarding to their physicochemical properties. The strains Bacillus sp A13-22 and Mucor sp A13-36 produced amylases with optimum temperature of 70 and 80 ºC...(Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Eleni Gomes / Coorientador: Célia M. L. Franco / Banca: Cláudio Cabello / Banca: Gustavo Orlando Bonilla Rodriguez / Mestre