Resumo

Amilases compreendem um importante grupo de catalisadores com aplicações em processos biotecnológicos, representando 25% do mercado de enzimas. Elas podem ser obtidas com rendimentos elevados a partir de micro-organismos em fermentação em estado sólido (FES). O planejamento experimental para a obtenção de bioprodutos é uma metodologia eficiente para identificar as condições ideais para o processo de cultivo. O objetivo deste estudo foi o desenvolvimento de uma abordagem estatística para os parâmetros umidade e inóculo na produção de amilases por Rhizopus oligosporus em FES utilizando farelo de trigo como substrato. Foi realizado um DCCR 2², com 4 pontos axiais e 3 repetições do ponto central, totalizando 11 ensaios. As variáveis independentes foram concentração de inóculo (esporos/g de substrato) e umidade (%) do meio. Os coeficientes de regressão, valores de F e P dos fatores foram calculados utilizando o software ‘Statistica 8’. A atividade amilolítica foi determinada utilizando uma solução 0,5% de amido como substrato. Uma unidade enzimática foi definida como a quantidade de enzima que libera 1 μmol de glicose por minuto de reação, quantificada pelo método DNS (ácido 3,5-dinitrosalicílico) e expressa em U/g de substrato seco. A quantidade de amilase sintetizada por R. oligosporus, obtida experimentalmente, variou de 202,47 U/g a 622,97 U/g. O valor mais baixo e mais alto de atividade enzimática corresponde ao meio de FES com 70% e 40% (pontos axiais: ± 1,41) de umidade, respectivamente. Os termos relacionados à variável umidade apresentaram efeitos estatisticamente significativos, atuando diretamente sobre a produção amilolítica. Para obtenção dos melhores resultados deve-se trabalhar com o teor de umidade na faixa de 44 a 55%. A concentração de inóculo não apresentou influência sobre a secreção de amilase, sendo possível elevada produção com inóculo de 1.10⁵ a 2.10⁶ esporos por grama. A máxima atividade amilolítica prevista pelo modelo foi de 616,9 U/g. A adequação do modelo foi examinada por um experimento adicional em triplicata utilizando 50% de umidade. O valor experimental de validação foi 602,9 ± 6,6 U/g, o que revela 98% da maior atividade predita. Isso demonstra que o modelo estatístico foi eficaz para predizer os perfis de fermentação ao utilizar-se de diferentes concentrações de umidade com um elevado coeficiente de determinação.