Seleção de microrganismos do solo produtores de enzimas de interesse industrial
LILIAN SOARES MARCIANO; MARCOS ANTÔNIO SOARES & BIANCA PELLUCCI BARRETO
Fundação Comunitária de Ensino Superior de Itabira Rodovia MG 03 – Córrego Seco – Bairro Areão – Itabira –MG
RESUMO
O solo é constituído por uma enorme diversidade de microrganismos, assim como de compostos orgânicos que são fonte de energia e de carbono para tais organismos. Para a utilização desses compostos, as espécies de microrganismos sintetizam e secretam diversas enzimas. A prospecção de espécies do solo produtoras de enzimas é muito utilizada pelas indústrias, para a seleção de linhagens utilizadas industrialmente na produção e venda de enzimas. Os objetivos desse trabalho foram enumerar e isolar microrganismos do solo com alta produtividade de amilase e lipase. Para tal, foram utilizados meios seletivos para a enumeração de microrganismos em diferentes profundidades no solo e para a determinação do índice de atividade enzimática (IE) dos mesmos. O número de microrganismos e o IE foram maiores em horizontes mais superficiais (horizonte O), cujo pH foi menos ácido que em horizontes mais profundos (Horizonte A). Os fungos isolados tiveram IE para amilase maiores que as bactérias e estas, por sua vez, foram melhores produtoras de lipase, devido aos maiores valores de IE para esta enzima, em relação àqueles. Pode-se concluir que a seleção de microrganismos do solo com potencial na produção industrial de enzimas é um processo relativamente rápido e eficiente; e que, de forma geral, programas com objetivo de produção de amilase devem voltar à fase inicial de seleção de fungos e à seleção de bactérias preferencialmente em programas de produção de lipase. Palavras-chave: enzimas, microrganismos, solo, amilase, lipase.
ABSTRACT
The soil is constituted by an enormous microrganisms diversity, as well as of having composed organic that are source of energy and of carbon for such organisms. For the use of those compositions, the microrganisms species synthesize and they secrete several enzymes. The search of species of the soil producing of enzymes is very used by the industries for the selection of lineages used in the production and sale of enzymes. The objectives of that work went enumerate and to isolate microrganisms of the soil with high amylase productivity and lipase. For such, selective means were used for the microrganisms enumeration in different depths in the soil and for the determination of the index of enzymatic activity (IE) of the same ones. The microrganisms number and IE were larger in more superficial horizons (Horizon O), whose pH was less acid than in deeper horizons (Horizon A). The isolated mushrooms had IE for larger amylase than the bacterias, and these for its time were better producing of lipase, due to the largest values of IE for this enzyme, in relationship those. It can be concluded that the selection of microrganisms of the soil with potential in the industrial production of enzymes is relatively a process fast and efficient; and that in a general way, programs with objective of amilase production should return the initial phase of selection of mushrooms and the selection of bacterias of preference in programs of lipase production. Key-words: enzymes, microrganisms, soil, amylase, lipase.
INTRODUÇÃO
A Terra é o habitat de uma enorme variedade de seres vivos, dentre estes estão os microrganismos, que se destacam pelo seu enorme potencial ecológico, médico, industrial e agrícola. Sua plasticidade genética e fisiológica capacita-os a adaptarem-se aos mais diferentes ambientes, tornando-os diferentes de outros seres vivos, pois podem suportar alterações na temperatura, pH, pressão, concentração de nutrientes e recursos, que os demais organismos não toleram.
De acordo com a temperatura que propicia a melhor adaptação metabólica e fisiológica da espécie e a faixa de temperatura na qual esta espécie é possível crescer, os microrganismos podem ser classificados em diferentes grupos. De uma forma simples, temos basicamente três grupos denominados de psicrófilos, mesófilos e termófilos.
Termófilos são os microrganismos que suportam altas temperaturas, se fixam em ambientes geotérmicos estáveis permitido a eles certa vantagem em relação aos grupos psicrófilos e mesófilos, assim utilizam recursos e nutrientes nos hábitats com temperaturas mais elevadas. Os procariotos dos domínios Bactéria e Archae e os eucariotos do domínio Eukarya - fungos filamentosos, são termófilos que possuem faixa de crescimento de 20ºC até 50ºC. Há também procariotos dos domínios Bactéria e Archae, que são chamados termófilos extremos, onde sua temperatura de crescimento é 65ºC a 85ºC. Já os hipertermófilos engloba Domínio Archae, tendo como temperatura ótima de crescimento 85ºC a 100ºC. (GOMES et al, 2007).
Para conseguirem viver em altas temperaturas, os microrganismos termófilos necessitam fazer adaptações, sendo estas na membrana citoplasmática, no DNA e nas proteínas. Na membrana citoplasmática desses organismos nota-se uma riqueza de ácidos graxos saturados, por serem mais estáveis em temperaturas superiores. A estrutura do DNA deve ser mantida, pois é ela quem proporciona a adaptabilidade dos organismos termófilos e hipertermófilos. Estes últimos possuem a substância 2,3– bisfoglicerato cíclico de potássio, que impede danos à molécula de DNA. Todos os hipertermófilos produzem DNA Topoisomerase ou DNA GIRASE Reversa, que faz o superenovelamento positivo do DNA, proporcionando a eles maior resistência à desnaturação térmica, que pode ocorrer em altas temperaturas. As proteínas são colocadas em um balanço de forças não covalentes como: Força de Van der Waals, interações hidrofóbicas, pareamento de íons, pontes de hidrogênio (GOMES et al, 2007).
Por possuírem grande facilidade adaptativa em altas temperaturas, os microrganismos termófilos são essenciais para produção de enzimas na aplicação industrial. A maioria das enzimas das células é de origem protéica e, conseqüentemente sofrem desnaturação em altas temperaturas. Como as espécies termofílicas vivem em ambientes de alta temperatura, suas enzimas são capazes de suportar temperaturas superiores, sem desnaturar e conseqüentemente, perder a função catalítica que as mesmas exercem (GOMES et al, 2007).
As enzimas são utilizadas por diferentes indústrias, tais como a têxtil (celulase, lipase e pectinase) (LIMA et al, 2001).A indústria de papel também utiliza enzimas, sendo as mais utilizadas por estas: as lipases, xinalases e oxidorredutases (GOMES et al, 2007). As indústrias de detergentes demandam principalmente as celulases, lipases e proteases (NASCIMENTO & MARTINS, 2006). A indústria de couro necessita das lipases e proteases (OLIVEIRA et al, 2006), que também são enzimas utilizadas na indústria alimentícia (CAMPESTRINIL et al, 2005).
Microrganismos do solo
O solo é dividido em horizontes, estes que, de acordo com a profundidade alteram o pH e quantidade de microrganismos existentes. De acordo com Lima et al, 2004 o pH muda de acordo com a profundidade, sendo em solos superficiais menos ácido.
Um horizonte superficial terá uma maior quantidade de microrganismos devido à quantidade superior de matéria orgânica. O horizonte O é considerado mais superficial em relação ao A ((MOREIRA & SIQUEIRA, 2006).
O solo é um dos ambientes no qual se encontra uma enorme diversidade de microrganismos. Alguns fatores influenciam na quantidade e na diversidade desses organismos e, nas suas atividades no solo, tais como, pH, temperatura e clima (MOREIRA & SIQUEIRA, 2006).
Sabe-se que os microrganismos têm versatilidade para adaptações a mudanças ambientais; por isso, são encontrados no solo, havendo uma ligação muito grande entre microrganismos, estrutura e matéria orgânica desse ambiente (MOREIRA & SIQUEIRA, 2006).
Um exemplo deste fato é: quando há um aumento da matéria orgânica do solo, há estimulação dos microrganismos, que favorece a qualidade ambiental desse ambiente, resultando na estabilização a agregação do mesmo (unidades que permitem relações estruturais e funcionais entre os componentes do solo). Pode-se dizer que um solo bem agregado é hábitat para muitos microrganismos, onde se tem a integridade física da sua matéria orgânica. Sabe-se que a prática de cultivo rompe os macroagregados, causando, assim, impacto sobre organismos filamentosos, deixando mais rápida a decomposição da matéria orgânica do solo e refletindo na quantidade e nas atividades dos microrganismos (MOREIRA & SIQUEIRA, 2006).
Os microrganismos do solo como bactérias e fungos decompositores necessitam degradar a matéria orgânica (MO) contida neste local, pois ela é formada na sua maioria por polímeros, e dessa forma é impossível o seu transporte pela membrana plasmática. Após a degradação da mesma, as células desses organismos podem absorver os monômeros resultantes e absorvê-los, devido ao seu menor tamanho. Para a degradação desses polímeros, as células microbianas secretam diversas enzimas.
A originalidade das enzimas do solo se dá através de micro e macrorganismos, sendo estes plantas, animais e microrganismos. As enzimas podem ser: endocelulares e abiônticas; as últimas não possuem uma vida prolongada, porque estão fora da célula e, assim, são mais vulneráveis às degradações e a imobilizações superficiais e coloidais, porém esta imobilização pode até protegê-las da degradação e desnaturação, em conseqüência da perda de atividade, pois o sítio catalítico estará menos disponível (MOREIRA & SIQUEIRA, 2006).
O solo está cheio de enzimas que oxidam e hidrolisam a matéria orgânica, tornando-as alimento para muitos microrganismos (PRIMAVESI, 1999). Pode-se controlar a produção enzimática do solo através de um equilíbrio entre a fase coloidal e as enzimas, sendo então feita sua absorção por colóides que pode ativar ou inativar através de íons na superfície. Na absorção feita pelo complexo coloidal, algumas toxinas e enzimas são retiradas de circulação. Cada enzima possui seu pH ótimo, mantendo alta velocidade nas reações; então, podem existir várias bactérias e enzimas no solo, mas só se encontram com máxima atividade, quando estão em pH ideal (PRIMAVESI, 1999).
O pH da maioria dos solos está em torno de 4,0 e 8,5 (MOREIRA & SIQUEIRA, 2006). Horizontes superficiais, com clima úmido, são em sua maioria ácidos e, nas regiões semi-áridas e secas, são na maioria das vezes alcalinos. Fatores como a chuva ácida, fertilidade do solo e a fixação biológica do nitrogênio podem baixar o pH do solo (PRIMAVESI, 1999). O pH pode afetar a quantidade e diversidade de microrganismos num hábitat, pois a disposição e toxicidade de nutrientes minerais estão relacionadas a esse fator químico. Em ambientes com pH maior que 7, o Fe, Mn e Zn são menos disponíveis para a absorção pelas plantas e pelos microrganismos. O Fe e Al tornam-se tóxicos em pH menor que 5, sendo menos disponíveis em pH baixo ou alto. Processos como germinação e crescimento de esporos e fungos micorrízicos são afetados de forma negativa devido à maior concentração de alumínio (MOREIRA & SIQUEIRA, 2006).
Os fungos se adaptam em ambientes com pH menor que 5, e as bactérias, incluindo actinomicetos, são mais adaptadas a valores de pH próximos do neutro, entre 6 e 8. Várias exceções como as bactérias autotróficas oxidantes de enxofre e ferro toleram pH menor que 1 (MOREIRA & SIQUEIRA, 2006).
Uso industrial de enzimas
A aplicação de enzimas na indústria vem crescendo a cada ano. Enzimas importantes na indústria de alimentos são utilizadas com o intuito de influenciar a composição final do produto, obtendo-se este com características organolépticas desejáveis.
Para uma enzima ter uso comercial, ela deve oferecer várias vantagens como: uma qualidade superior aos produtos geralmente utilizados, melhoria do processo, tornando possível um menor custo nos laboratórios e nas máquinas usadas neste processo, produção de produtos indisponíveis ou pouco disponíveis (LIMA et al, 2001).
A utilização das enzimas nas indústrias é extremamente indispensável, pois podem melhorar a qualidade de um produto e tornar fácil a obtenção deste, originam um produto intermediário como por exemplo, as amilases e pectinases que têm a capacidade de fazer a redução da viscosidade dos sucos de frutas tornando assim seu processo de clarificação mais fácil (LIMA et al, 2001).
Existem várias enzimas que são consideradas as mais úteis nas indústrias, tendo assim um maior mercado. Pode-se dizer que, cada uma delas possui uma porcentagem de venda, sendo elas: 30% a 35% (Proteases de Bacillus), 10% a 12% (Amilase de Bacillus), 10% a 12% (Renina bovina), 8% a 10% (Glicoamilase), 5% a 7% (glico-isomerase), 2% a 4% (Renina microbiana), 4% a 5% (Pectinase), 2% a 4% (Pancreatina), 4% a 6% (Papaína, bromelina), 2% a 3% (Lipase), 5% a 10% (outras enzimas) (LIMA et al, 2001).
As principais indústrias consumidoras de enzimas são de: detergentes 40% a 45% de consumo, processamento de amido - 20% a 25%; laticínios - 12% a 15%; cervejarias - 2% a 4%; sucos de frutas e vinhos - 3% a 5%; panificação - 1% a 2%; têxtil e papel - 4% a 6%; couro - 1% a 2% e as outras indústrias de 6% a 10% (LIMA et al, 2001).
Algumas enzimas contribuem na deteorização do alimento, sendo um processo não desejado nem pela indústria, quanto menos pelo consumidor. Em determinados casos, certas enzimas ocasionam o escurecimento de frutas e vegetais (polifenoloxidases), as lipases e a lipoxinases podem causar ranços em farinhas e as enzimas pécticas podem amolecer vegetais.
Cada enzima possui uma atividade, que é medida através de sua velocidade de reação, chamada de atividade enzimática (LIMA et al, 2001). Sabe-se que a enzima microbiana possui menor tempo de produção, sendo por isto assim a mais preferida (OLIVEIRA et al, 2007).
Amilase
É a enzima utilizada por diferentes indústrias. Pode ser usada como: aditivos em detergentes, sacarificação do amido, na indústria alimentícia, para fermentação, na indústria de papel e têxtil onde elas acaba com as gomas, proporciona maior resistência ao tear.
Encontra-se amilase em microrganismos, animais e plantas (OLIVEIRA et al, 2007). Dentre os microrganismos são os aminolíticos que têm a capacidade de produzir amilase (OLIVEIRA et al, 2007).
Para se produzir esta enzima é preciso fonte de carbono como: dextrina, lactose, maltose, amido solúvel e outros, que podem ser substituídos por produtos agrícolas de baixo custo em um meio de cultivo, Gerando uma economia no processo produtivo. São eles: farinhas, farelos de grãos, arroz, milho, trigo, cevada, mandioca e batata. Além da economia, procura-se aumentar a produção de amilases de fungos e bactérias (OLIVEIRA et al, 2007).
Sabe-se que ao encontrar condições favoráveis à sua sobrevivência, os fungos sobrevivem no solo. Alguns deles possuem a capacidade de sintetizar produtos industriais como a amilase, inulinase, pectinase, renina, ácidos orgânicos e outros (SANTIAGO & MOTTA, 2006).
Pectinases
São enzimas que degradam substâncias pécticas e hidrolizam ligações glicosídicas na cadeia carbônica. Correspondem atualmente a 25% da mercabilidade mundial de enzimas. Para 2005, o valor de vendas esperado para indústria de enzimas é aproximadamente 2 bilhões. Pode-se dizer que substâncias pécticas são complexos coloidais de polissacarídeos ácidos que possuem peso molecular elevado (UENOJO et al, 2007).
As indústrias que utilizam as enzimas pectinases são as de sucos, que têm o propósito de reduzir a sua viscosidade, para melhorar a qualidade do suco; também são utilizadas nas indústrias de fermentação de chá, café e cacau (UENOJO et al, 2007).
Estas enzimas podem reduzir o amargo de cascas de citrus, devolvendo então o aroma que é perdido durante a secagem. Possuem também a capacidade de aumentar a quantidade de agentes antioxidantes do óleo de oliva, o que provoca a diminuição de seu ranço (UENOJO et al, 2007).
Vários microrganismos são bons produtores de pectinases como: Aspergillus. Rhizopus, Trichodema, Pseudomas, Fusarium e Khyveromyces. Aproximadamente 90% das enzimas, que são produzidas no meio de cultura, são secretadas e utilizadas na indústria, podendo ser substituídas por alguns resíduos agroindustriais tais como: farelo de trigo, bagaço de uva, bagaço de mandioca, bagaço de beterraba doce, desde que o microrganismo esteja adaptado a ele (UENOJO et al, 2007).
Lipases
Lipases são enzimas que são usadas em indústrias química de cosméticos, farmacêutica, indústrias de papel e celulose. Na indústria têxtil as lipases atuam na fiação dos tecidos, na química melhora a absorção em tintas sintéticas de alimentos; apresentam solubilidade em água, porém catalisam reações que possuem substratos lipofílicos (KOBLITZ & PASTORE, 2004).
Quando a lipase quebra gordura, ela está transforma grandes partículas em pequenas, deixando-as solúveis. Quando nos referimos a moléculas, dizemos que as lipases quebram cadeias, ligações duplas ou triplas (MENDES et al, 2005).
Sabe-se que a lipase quebra gordura. Ela é também utilizada para tratamento de efluentes, que possuem alto teor de lipídio. Estes efluentes são provindos de laticínios, matadouros, extração de óleos e outros. Este excesso causa formação de iodo, reduzindo a atividade hidrolítica; é preciso, então, utilização de enzimas específicas para a quebra de gordura, que são as lipases (MENDES et al., 2005).
O uso de lipases para tratamento de águas residuárias é importante, porque ela diminui os sólidos que estão sobre as águas e os lipídios, facilitando o tratamento anaeróbio e, o mais interessante, não origina produtos tóxicos, proporcionando menor custo de energia e equipamentos (MENDES et al, 2005).
A lipase possui eficiência em baixa temperatura e pressão atmosférica, sendo capaz de reduzir a poluição ambiental, apresentando alto grau de seleção (KOBLITZ & PASTORE, 2004).
A purificação da lipase é feita com o principal objetivo de facilitar o estudo de suas características, tendo assim maior atividade específica, para poder ser aplicada em vários processos (KOBLITZ & PASTORE, 2004).
As lipases são úteis às leveduras, pois determinam a composição da parede celular destas e determinam os mecanismos de controle para as leveduras patogênicas, tem capacidade de lisar a parede celular de muitas leveduras, um exemplo disso é a Cândida (FREURI & SATO, 2005).
Proteases
São enzimas importantes, usadas em várias indústrias: alimentícia, têxtil, farmacêutica e de detergentes; elas representam aproximadamente 60% do total de enzimas comercializadas no mundo (NASCIMENTO & MARTINS, 2006).
As enzimas proteolíticas termoestáveis são produzidas por microrganismos do gênero Bacillus, sendo que 35% são usadas na industrialização de detergentes, tendo como principal funcionalidade a degradação de compostos proteináceos como leite, sangue e outros (NASCIMENTO & MARTINS, 2006).
A produção industrial enzimática limita-se a custos dos substratos usados no cultivo microbiano, sendo que 30% a 40% do custo para produção proteolítica é devido ao meio de cultura, usado para o crescimento microbiano; então sua otimização é importante para a redução de custos produtivos, sendo que um dos recursos usados é o uso de substrato com menor custo, como por exemplo, os recursos agroindustriais (NASCIMENTO & MARTINS, 2006).
OBJETIVOS
Objetivo geral:
- Isolar e determinar a capacidade de produção de enzimas por microrganismos do solo.
Objetivo específico:
-Quantificar e isolar microrganismos em diferentes horizontes do solo;
-Determinar o pH do solo;
-Verificar o índice de atividade de lipase e amilase de microrganismos do solo.
MATERIAL E MÉTODOS
O experimento foi realizado na FUNCESI- Fundação Comunitária de Ensino Superior de Itabira, Rodovia MG 03, Córrego Seco, Bairro: Areão,município de Itabira MG, no período de Abril até Maio de 2008.
Com o auxílio de uma enxada, foram coletadas duas amostras de solo do bosque em frente à capela da FUNCESI. Uma amostra superficial do Horizonte O (0,0-5,0 cm) e uma segunda mais profunda denominada de Horizonte A (5,0-10,0 cm de profundidade). As amostras foram colocadas em frascos autoclavados e transportadas ao laboratório. Foram feitas diluições seriadas em solução salina autoclavada, utilizando-se inicialmente 10g de solo de cada Horizonte. Alíquotas de cada diluição foram plaqueadas nos meios de cultura ágar-amido (amido solúvel 10,0 g; NaNO3 1,0g; K2HPO40,3g; NaCl 0,5g; MgSO4 7H20 1,0g;Ágar15,0g; H2O q. s. p 1000 mL, pH 7), ágar-água (Ága 15g, H2O q. s. p 1000 mL) e SCN (amido 10,0g; caseína 0,3g; KNO3 2,0g; NaCl 2g; KHPO4 2,0g; MgSO4. 7H2O 0,05g; traços de CaCl2 e FeSO4. 7H2O; Ágar 15,0; H2O q. s. p 1000 mL; pH 7,2) pela técnica de semeadura em superfície. Em seguida, as placas de Petri foram mantidas à temperatura ambiente durante 7 dias. Após esse período, o número de colônias foi contado e o número de microrganismos no solo foi estimado, considerando as devidas diluições e o resultado apresentado em Unidades Formadoras de Colônia UFC / g de solo.
O pH de cada amostra de solo foi medido com o uso de pHmetro (pH TEK). Homogenizou-se de 10g solo em 90mL de água destilada, durante 10 minutos, e em seguida a suspensão foi mantida em repouso para averiguação do pH.
Após o crescimento e contagem das 20 colônias de cada meio, e que estavam bem isoladas, nas placas, com os respectivos meios Ágar –amido, Ágar água e SCN, foram repicadas para placas de Petri, contendo LB e mantidas em temperatura ambiente.
Esses microrganismos foram inoculados em meios próprios, para a verificação de síntese e da estimativa da produção de lipase e amilase, de acordo com os métodos de BOCCHESE et al (2003) e OLIVEIRA et al (2006), respectivamente. A detecção da atividade da lipase baseia-se na observação de um halo formado ao redor das colônias, como resultado do precipitado de sais de cálcio, como conseqüência da degradação do Tween20 pela lipase. A atividade da amilase é detectada pela adição de uma solução de iodo capaz de corar o amido de azul. As regiões onde esse polissacarídeo foi degradado pela amilase não se coram, evidenciando a atividades dessa enzima na forma de um halo incolor.
A estimativa da produção dessas enzimas consistiu na medição de dois diâmetros ortogonais da colônia e do respectivo halo. A atividade enzimática foi estimada semiquantitativamente, usando um índice enzimático (IE) que expressa a relação do diâmetro médio da colônia pelo diâmetro médio do halo. Deste modo, os isolados com maior índice são os que possuem maior atividade enzimática. Após 4 dias incubados à temperatura ambiente nos meios apropriados, o índice de atividade enzimática (IE) foi determinado de acordo com o método de OLIVEIRA et al, (2006). Esse índice é estimado pela seguinte fórmula: (DC+DH) /DC, onde DC= diâmetro da colônia e DH= diâmetro da halo.
RESULTADOS
Após o crescimento dos microrganismos na placas de Petri, contendo os meios seletivos, as colônias foram contadas e o número de microrganismos, por grama de solo, foi calculado, levando-se em consideração a diluição e a alíquota plaqueada, onde foram realizadas as contagens.
A Figura 1 mostra o número de Unidades Formadoras de Colônia por grama de solo (UFC/g) nos diferentes horizontes do solo expresso em escala logarítmica. O número de microrganismos presentes no horizonte O foi superior ao horizonte A em todos os meios de cultura testados. Foram encontradas diferenças entre os dois horizontes testados na ordem de 0,21, 0,63 e 2,03 unidades log quando se utilizou os meios SCN, ágar-água e ágar-amido, respectivamente.
Os valores de pH em água do solo variaram de acordo com a profundidade. O pH do horizonte O (pH 5,6) é menos ácido que o do horizonte A (pH 4,4).
Figura 1: Quantidade de microrganismos no horizonte O (HO) e A (HA) do solo.
Microrganismos dos diferentes horizontes crescidos em meios seletivos ágar-amido e SCN foram isolados para utilização nos experimentos, para a determinação do índice de atividade enzimático (IE) das enzimas amilases e lipases. Com esses valores, calculou-se a média do IE para cada enzima do conjunto dos isolados em cada horizonte, e os resultados estão apresentados na Figura 2. A média do IE para amilase dos microrganismos isolados no horizonte O foi 1,3x superior à média dos isolados no horizonte A, mostrando claramente uma riqueza de espécies que produzem mais amilase em horizontes mais superficiais no solo. Quanto ao IE médio para lipase, verificou-se que não existe uma diferença clara em espécies produtoras dessa enzima, quando compara-se os diferentes horizontes do solo.
Figura 2: Índice de atividade enzimática (IE) das enzimas amilase e lipase dos microrganismos isolados em diferentes horizontes do solo. Os valores representam a média dos valores IE obtidos dos microrganismos cultivados em meios apropriados. HO – horizonte O; HA – horizonte A.
Os diferentes microrganismos isolados do solo foram separados em bactérias e fungos, por características morfológicas como cor, formato da colônia, presença ou ausência de hifas. Com o objetivo de saber qual desses grupos é o melhor produtor de amilase e lipase, separou-se os IE, anteriormente calculados, nesses dois grupos e o resultado está apresentado na Figura 3. Os fungos mostraram-se melhores produtores de amilase em relação às bactérias, independente do horizonte onde esses organismos foram isolados. O contrário observa-se para a lipase; as bactérias demonstram como o grupo desenvolve maior quantidade de IE's. As diferenças entre as médias dos IE's das enzimas nas regiões mais superficiais do solo (horizonte O) são bem maiores que entre as médias das regiões mais profundas (horizonte A).
Figura 3: Índice de atividade enzimática (IE) das enzimas amilase e lipase de fungos e bactérias isolados em diferentes horizontes do solo. Os valores representam a média dos valores IE obtidos dos microrganismos cultivados em meios apropriados. HO – horizonte O; HA – horizonte A.
DISCUSSÃO
O solo é um ambiente natural extremamente dinâmico, que sustenta o crescimento das plantas. Devido à sua complexa formação, ele sustenta uma variedade de organismos vivos, dentre esses os microrganismos.
Uma das características químicas do solo é o pH. Diversos fatores como matéria orgânica, volume das precipitações, constituição de nutrientes e atividade dos organismos, que habitam esse habitat, são capazes de interferir neste parâmetro (VELOSE et al, 1992). Na amostra analisada, possivelmente esses fatores estão contribuindo no valor do pH. No solo estudado, verificamos que horizontes mais superficiais (HO) são menos ácidos em relação ao horizonte mais profundo (HA). Lima et al (2004) obteve resultados semelhantes, ao verificar que, à medida que se aprofundava nos horizontes do solo analisado o pH tornava-se mais ácido, variando de pH 5,1 (0 – 5 cm) até valores de pH 4,4 (132 – 160 cm).
A diversidade e quantidade de microrganismos variam entre diferentes tipos de solo e num mesmo ambiente esses parâmetros variam com profundidade, ou seja, entre os diferentes horizontes. Pela contagem de microrganismos nos diferentes meios de cultura esse efeito foi verificado principalmente nos meios de cultura ágar-água e ágar-amido. Diversos autores têm encontrado resultados semelhantes dizem que às quantidades de matéria orgânica, oxigênio e nutrientes são mais abundantes em horizontes mais superficiais LIMA et al, (2004); MOREIRA & SIQUEIRA, (2006), JÚNIOR et al, (2007). PINTO & NAHAS (2002) estudando a quantidade de matéria orgânica no solo em sistemas florestais e agrícolas encontraram quantidade de matéria orgânica razoável depositada sobre o solo. O solo utilizado no presente trabalho possui diversas espécies de plantas, que contribuem na deposição de restos vegetais no horizonte O.
Pela figura 2 nota-se claramente que no horizonte O houve maior predominância de microrganismos com potencial de produção de amilases. Ao contrário do horizonte A, no qual houve predominância de microrganismos com maiores índices de atividade enzimática de lipases. OLIVEIRA et al, (2007) cita que o amido é um polissacarídeo de vegetais, sendo assim o horizonte superficial é rico em restos vegetais de plantas, conseqüentemente, irá ter em sua superfície uma riqueza em amido, que acarreta a colonização preferencial desse habitat de microrganismos amilolíticos.
A separação dos grupos de microrganismos produtores de amilase e lipase em fungos e bactérias demonstrou, que os maiores índices de atividade da amilase foram obtidos por fungos independentemente do horizonte analisado e, os índices de lipase correlacionaram com o grupo das bactérias independente da profundidade analisada. SANTIAGO & SOUZA-MOTA (2006) isolaram diversas espécies de fungos do solo e todos os isolados produziram amilase, demonstrando a potencialidade desse grupo na produção dessa enzima. Até mesmo quando o solo sofre diversas influencias como calagem, cultivo de braquiária e fertilização fosfatada, o número de fungos produtores de amilase sobressai, em relação ao de bactérias que produzem essa enzima (SANOMIYA & NAHAS, 2003).
O maior índice de atividade de amilase foi de 4,66, obtido pelo cultivo de um fungo previamente selecionado em meio ágar-amido. Para a lipase, o maior índice foi 7, justamente a partir de uma bactéria isolada previamente em meio amido. Portanto, a utilização de meios seletivos para o isolamento de microrganismos é uma forma racional e rápida para a obtenção de linhagens com um potencial na aplicação industrial.
CONCLUSÃO
Horizontes mais superficiais do solo florestal são menos ácidos que os horizontes mais profundos;
O número de microrganismos decresce em relação à profundidade do solo;
Tanto bactérias quanto fungos isolados produziram lipases e amilases;
Em horizontes superficiais há uma prevalência de microrganismos com maiores índices de atividade de amilase e, os índices de lipases desses organismos não variaram em relação aos horizontes estudados;
A média dos índices de atividade enzimática de amilase dos isolados foi maior em fungos independentes do horizonte estudado;
A média dos índices de atividade enzimática de lipase dos isolados foi maior em bactérias, sobretudo no horizonte mais superficial.
Neste trabalho foi isolado um fungo e uma bactéria com altos índices de atividade de amilase e lipase, respectivamente, e que podem ser estudadas para sua possível aplicação industrial.
A amilase pode ser usada na indústria alimentícia para fermentação e na indústria têxtil acabando com as gomas dando mais resistência ao tear, a lipase também pode ser usada na indústria de tecidos, proporcionando resistência aos fios e na indústria química melhorando a absorção em tintas sintéticas de alimentos.
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Autor: Lilian Marciano
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