Investigação biológica da bioconversão de lignina em processo de produção da enzima lacase

Abstract

A possibilidade de utilizar materiais que seriam classificados como poluentes para geração de outros produtos através de bioconversão vem crescendo. Nessa categoria, podemos destacar a lignina, um biopolímero complexo, composto por diversos anéis aromáticos, presente principalmente nas paredes celulares vegetais, sendo classificado como o segundo biopolímero mais abundante no planeta, após a celulose. Apesar de a lignina apresentar uma dificuldade de degradação por micro-organismos, ela apresenta capacidade para ser matéria-prima para obtenção de materiais por via biotecnológica. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi a exploração da bioconversão da lignina kraft através de bioprocessos com Cupriavidus necator através da produção de enzimas, dentro de um contexto de biorrefinarias. Foi realizado um plaquet burn para observar o impacto que a temperatura de incubação, quantidade de fonte de nitrogênio, de lignina e frutose possuíam sobre o crescimento do micro-organismo e a atividade enzimática. Também foi avaliado a produção da enzima lacase em frascos agitados em comparação com o crescimento bacteriano. Em resumo, foi possível verificar a produção de lacase, onde a fonte de nitrogênio foi o parâmetro que mais influenciou em sua atividade; em relação ao crescimento da bactéria, o que mais influenciou foi a quantidade de lignina presente no meio, e foi possível observar que, em alguns experimentos, a atividade enzimática teve uma pequena influencia no crescimento microbiano.

The possibility of using materials that would be classified as pollutants for the generation of other products through bioconversion has been in great demand, this including the lignin, which is a complex biopolymer, composed of several aromatic rings, present mainly in plant cell walls. Lignin is classified as the second most abundant biopolymer on the planet, after cellulose. Although lignin presents a remarkable characteristic of being difficult to degrade by microorganisms, it has the capacity to be raw material for obtaining materials through biotechnology. In this context, the objective of this work was to explore the bioconversion of kraft lignin through bioprocesses using Cupriavidus necator through the production of enzymes, within a context of biorefineries. A plaquet burn was carried out to observe the impact that the incubation temperature, amount of nitrogen source, lignin and fructose have on the growth of the microorganism and the enzymatic activity. The production of the laccase enzyme was also evaluated in shaken flasks compared to bacterial growth. As a result, it was possible to verify the production of laccase, where the nitrogen source was the parameter that most influenced its activity; in relation to the growth of the bacteria, the most important variable was the amount of lignin present in the medium, and it was possible to observe that in some experiments the enzymatic activity had a small influence on microbial growth.