Lipase production from Aniba canelilla endophytic fungi, characterization and application of the enzymatic extract

Abstract

Endophytic fungi (EF) have a notable capacity to produce active molecules of industrial importance, such as hydrolytic enzymes. In this study we investigated the production of lipase by EFs isolated from the Amazonian species Aniba canelilla (Lauraceae), characterized the enzymatic extract obtained from the most promising fungus, and applied the lipolytic extract as a biocatalyst in the transesterification reaction for biodiesel production. The fungi were submitted to enzymatic screening in solid medium and in submerged fermentation to assess their lipase production. A total of 292 fungi were tested in solid media. Lipolytic activity was detected in 74% of the fungi cultivated in liquid media, 18 of which showing promising enzymatic production. The best lipase producer, Endomelanconiopsis endophytica QAT_7AC, was identified by sequencing of the ITS region. After adjusting the bioprocess conditions, E. endophytica QAT_7AC produced 2,415.5 U/mL of lipase after 72 h. The enzymatic extract showed higher lipolytic activity under pH 8.0 and 40 oC. The extract was applied as a biocatalyst in a transesterification reaction performed at 40 oC, with ethanol and waste cooking oil (3:1). The biodiesel yield was found to be 87% after 2 h rection when the fungal enzyme was used and 89% with the commercial biocatalyst. The endophytic fungi isolated from A. canelilla proved themselves to be biotechnologically relevant, as they can be explored as potential producers of lipases. The lipolytic extract can be applied in the synthesis of biodiesel using waste cooking oil.

Os fungos endofíticos (FE) possuem notável capacidade de produzir moléculas ativas de importância industrial, como as enzimas hidrolíticas. Neste estudo foi investigada a produção de lipase por FEs isolados da espécie amazônica Aniba canelilla (Lauraceae), sendo caracterizado o extrato enzimático obtido a partir do fungo mais promissor e avaliada a aplicação do extrato lipolítico como biocatalisador na reação de transesterificação para a produção de biodiesel. Os fungos foram submetidos à triagem enzimática em meio sólido e por fermentação submersa, para verificar a produção de lipase. Um total de 292 fungos foram testados em meio sólido. A atividade lipolítica detectada em 74% dos fungos cultivados em meio líquido, onde 18 apresentaram atividade enzimática promissora. O melhor produtor de lipase, Endomelanconiopsis endophytica QAT_7AC, foi identificado pelo sequenciamento da região ITS. Após o ajuste das condições do bioprocesso, o E. endophytica QAT_7AC produziu 2.415,5 U/mL de lipase em 72 h. O extrato enzimático apresentou maior atividade lipolítica em pH 8,0 e 40 °C. O extrato foi aplicado como biocatalisador em uma reação de transesterificação realizada a 40 °C, com etanol e óleo de cozinha residual (3:1). O rendimento de biodiesel foi de 87% após 2 h de reação quando a enzima fúngica foi utilizada e de 89% com o biocatalisador comercial. Os fungos endofíticos isolados de A. canelilla mostraram-se biotecnologicamente relevantes e podem ser explorados como potenciais produtores de lipases. O extrato lipolítico pode ser aplicado na síntese de biodiesel a partir do óleo de cozinha residual.

Los hongos endofíticos (EF) tienen una notable capacidad de producir moléculas activas de importancia industrial, como las enzimas hidrolíticas. En este estudio investigamos la producción de lipasa por hongos aislados de la especie Amazónica Aniba canelilla (Lauraceae), caracterizamos el extracto enzimático obtenido de lo hongo más promisor y aplicamos el extracto lipolítico como biocatalizador en la reacción de transesterificación para la producción de biodiésel. Los hongos aislados fueron sometidos a un cribado enzimático en medio sólido y fermentación sumergida para avaluar la producción de lipasa. Un total de 292 hongos fueron testados. La actividad lipolítica fue detectada en el 74% de los hongos cultivados en medio líquido, 18 de los cuales presentaron producción enzimática promisoria. El mejor productor de lipasa, Endomelanconiopsis endophytica QAT_7AC, fue identificado por el secuenciamento de la región ITS. Después del ajuste de las condiciones del bioproceso, E. endophytica QAT_7AC produjo 2,415.5 U/mL de lipasa en 72 h. El extracto enzimático presento mayor actividad lipolítica a pH 8.0 y 40 oC. El extracto enzimático fue aplicado como biocatalizador en una reacción de transesterificación realizada a 40 oC con etanol y aceite de cocina usado (3:1). El rendimiento del biodiesel fue de 87% después de 2 h de reacción cuando la enzima fúngica fue utilizada y 89% con el biocatalizador comercial. Los hongos endofíticos aislados de A. canelilla fueron biotecnológicamente relevantes, y pueden ser explorados como potenciales productores de lipasas. El extracto enzimático lipolítico puede ser aplicado en la síntesis de biodiesel utilizando aceite de cocina usado.