POTENCIAL DAS ENZIMAS MICROBIANAS PARA A INDÚSTRIA

Carlos Miguel de Freitas Simões; Katrine Consoli

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Trabalho

Título do Trabalho

POTENCIAL DAS ENZIMAS MICROBIANAS PARA A INDÚSTRIA

Autores

Carlos Miguel de Freitas Simões
Katrine Consoli

Modalidade

Comunicação oral (Resumo expandido)

Área temática

Biomedicina

Data de Publicação

30/12/2020

País da Publicação

Brasil

Idioma da Publicação

Português

Página do Trabalho

https://www.even3.com.br/anais/conigran2020/246899-potencial-das-enzimas-microbianas-para-a-industria

ISBN

978-65-5941-071-2

Palavras-Chave

Biotecnologia, Enzima, Microbiologia

Resumo

Introdução Os microrganismos são formas de vida particularmente pequenas para serem vistas a olho nu. Pertencem a esse grupo as bactérias, fungos (leveduras e fungos filamentosos), protozoários, algas microscópicas e os vírus. Estes últimos são ditos como entidades acelulares, representando a linha entre os seres vivos e os não vivo (TORTORA, FUNKE & CASE, 2012). Quanto ao seu papel, os microrganismos constituem um elemento essencial para o meio ambiente, podendo colaborar com o equilíbrio dos ecossistemas, seja por meio da participação em processos ecológicos, tais como os ciclos biogeoquímicos e a cadeia alimentar, ou através dos vínculos estabelecidos com outros organismos. No entanto, além da sua participação no meio ambiente, os microrganismos passarem a ter serventia para o homem por meio de ferramentas biotecnológicas (PACE, 2002). A variedade de microrganismos, bem como de moléculas produzidas pelo seu metabolismo, e a capacidade de armazenamento de material genético ofertado por eles são de extrema valia para a biotecnologia. Nesse caso, podendo ser empregados para a obtenção de remédios (antibióticos, antitumorais, entre outros agentes terapêuticos), probióticos, produtos químicos, enzimas e/ou polímeros de uso industrial, recursos de biorremediação, prognóstico e prevenção de doenças, e uso na indústria agrícola para controle de pragas e fertilização da terra (HUNTER, 1998; COLWELL, 1997). Metabolismo Microbiano O metabolismo primário é relacionado aos processos metabólicos que objetivam o crescimento celular. O resultado dessas reações, chamados de metabólitos primários, visam a geração de energia celular. Quanto ao metabolismo secundário, este inclui a produção de compostos não relacionados ao crescimento do microrganismo, sendo denominados de metabólitos secundários. Se associarmos à curva de crescimento bacteriano, o metabolismo primário estaria presente durante a 1° e 2° fases (Fase Lag e Fase Exponencial), enquanto o metabolismo secundário se faria presente a partir da 3° fase (Fase Estacionária) (RODRIGUES, 2009; TORTORA, FUNKE & CASE, 2012). O interesse maior, para o ramo da biotecnologia, seria aos metabólitos secundários devido a diversidade de usos que estes produtos apresentam, como já descrito anteriormente. A maioria desses metabólitos são moléculas orgânicas complexas que exigem um grande número de reações enzimáticas para sua produção, que necessitam de recursos oriundos do metabolismo primário, exigindo assim uma relação de dependência entre os processos metabólicos (RODRIGUES, 2009). Enzimas Dando um enfoque maior às enzimas, estas são estruturas catalisadores de reações químicas, ou seja, são capazes de acelerar as reações em que se fazem presente, sejam elas com substratos orgânicos ou inorgânicos. São biomoléculas de essência protéica, possuindo a característica de alta especificidade com a molécula alvo e de não sofrer modificações durante o processo. Além disso, as enzimas não precisam de altas temperaturas ou valores extremos de pH, sendo que o seu desempenho pode ser manipulado com simplicidade. Devido essas características, e outras, como o fato de serem energicamente eficazes e de baixo custo, muitos processos industriais fazem o uso das enzimas (RODRIGUES, 2009). Em relação ao seu uso, as enzimas são muito versáteis, podendo ser empregadas nas indústrias alimentícias, farmacêuticas, cosméticas, têxtil. Ainda, há algumas enzimas que devido sua afinidade podem ser utilizadas para produção de combustíveis, solventes, plásticos biodegradáveis, corantes, defensivos agrícolas, assim como produtos de química fina como corantes, fragrâncias, aromatizantes (LIMA, 1997). Segundo Vermelho et. al. (2013), o mercado mundial de enzimas era cotado no valor de U$ 50 bilhões em 2009. Com a modernidade, a área industrial sofre uma grande pressão quanto a utilização da tecnologia para obtenção de processos que visem o bem estar ambiental, mas que ao mesmo tempo não percam sua produtividade. Eventualmente, as enzimas microbianas acabaram por ganhar destaque nesse setor, uma vez que exigem pouco custo na produção de metabólitos, podendo ser criados em grande quantidade e com velocidade. Ademais, há ainda o ponto positivo de sua produção não ser atrelada a fatores climáticos ou geográficos, e pela possiblidade de uso de matérias primas baratas (BON et. al., 2008; ZIMMER, K.R. et. al., 2009). A nível nacional, o Brasil possui um enorme potencial para a procura de novos fármacos e biomarcadores enzimáticos, pois é detentor de uma quantidade incomum e diversificada de produtos naturais, incluindo a variedade microbiana disponível em seu território (BON et. al., 2008). Dentre as enzimas mais empregadas pela indústria, temos as hidrolíticas (aquelas que necessitam de água no meio para atuarem), proteolíticas (aquelas cujo substrato de ação são moléculas proteicas), lipolíticas (aquelas que atuam sobre substâncias derivadas da classe dos lipídeos) ou amilolíticas (enzimas que agem sobre moléculas de amido) (SACCO, 2013). Amilase O amido é uma biomolécula da classe dos carboidratos, sendo um polissacarídeo que desempenha o papel de reserva energética, fonte de carbono e energia essencial para muitos organismos, especialmente os vegetais. As amilases são as enzimas responsáveis pela degradação da molécula de amido, o qual encontra-se principalmente em sementes de cereais e em tubérculos ou raízes. As amilases acabam por apresentar inúmeras aplicações, tais como nas indústrias têxteis, papel e celulose, de couro, detergentes, alimentícia, ração animal, indústria química e farmacêutica. E apesar de ser uma enzima presente em diversos seres vivos, os microrganismos normalmente são mais empregadas devido sua fácil obtenção e manuseio (SACCO, 2013; GUPTA, et al., 2003; PANDEY, et al.,2005). Celulases A celulose é um carboidrato complexo, mais especificamente o polissacarídeo mais abundante na natureza, tendo assim um grande peso como uma fonte sustentável de combustível e material para o setor industrial. Essa biomolécula pode ser quebrada através do rompimento de suas ligações, denominadas ligações glicosídicas. Há uma diversidade de microrganismos capazes de produzir as enzimas chamadas de celulases, as quais são capazes de romper as ligações que constituem esse polissacarídeo (MANSFIELD, MEDER, 2003; RODRIGUES, 2009). Essa enzima, por sua vez, é muito utilizada na indústria alimentícia em processos relacionados ao chá verde, proteína de soja, óleos essenciais, aromatizantes, amido, produção do vinagre de laranja e do ágar e na extração e clarificação de sucos provenientes de frutas cítricas (RODRIGUES, 2009). Lipases As lipases representam um grupo de enzimas de fundamental importância para o metabolismo dos lipídios. As enzimas lipolíticas são capazes de catalisar reações de hidrolise total ou parcial de triacilgliceróis, esterificação, transesterificação e lactonização. As lipases são enzimas produzidas por animais, plantas e microrganismos, sendo estes últimos a principal fonte para o setor da biotecnologia, mais especificamente os fungos e as bactérias (COLLA, et. al., 2010; LIN, et. al., 2006). Essa versatilidade, juntamente as diferentes lipases existentes, conferem a esta classe de enzimas uma vasta aplicabilidade para a indústria. Exemplos de sua utilização podem ser vistos para a geração de biopolímeros, biodiesel, substancias de caráter farmacêutico, agroquímicas e aromáticas (JAEGER & EGGERT, 2002). Proteases Por último, há ainda o grupo de enzimas capazes de catalisar o desarranjo das ligações presentes em cadeias proteicas, pela hidrolise de suas ligações peptídicas. Esse grupo enzimático possui por si só um grande valor fisiológico, acelerando todas as reações químicas dentro das células (COOPER, 2000). A nível comercial, essas enzimas possuem um grande propósito na indústria alimentícia, especialmente quando se trata do amaciamento de carne, clarificação da cerveja, panificação, hidrólise de soja, alimentos dietéticos, queijo, e processos para melhora de saber, textura e qualidade nutricional. Também são muito empregadas no amaciamento do couro, e em medicamentos relacionados a função digestiva, anti-inflamatória, antimucolítica e cicatrizante (RAO, et al., 1998; BIRSCHBACH, et al. 2004). Desse modo, torna-se fundamental o estudo das propriedades microbianas a fim de compreendermos melhor a sua utilização em prol da humanidade. Objetivo Apresentar a utilização de microrganismos para produção de enzimas de utilidade comercial/industrial através de recursos biotecnológicos. Metodologia A metodologia aqui empregada trata-se de uma revisão bibliográfica, a qual fez uso de artigos científicos, periódicos eletrônicos, dissertações de mestrado, revistas científicas e livros, obtidos por meios de plataformas digitais como o Google Acadêmico, SCIELO (Scientific Eletronic Library Online), Pubmed (US National Library of Medicine). O recorte temporal desse trabalho contemplou o período compreendido entre 1997 à 2013. Resultados A partir da análise realizada por meio desta pesquisa, pode-se observar que os microrganismos possuem um valor a agregar ao mercado, uma vez que são capazes de produzir substâncias (enzimas) de relevância para a indústria-mercado. Embora tenha sido feita a observação de apenas 4 grupos de enzimas (amilases, celulases, lipases, proteases), podemos observar uma grande serventia para o avanço das atividades humanas, maximizando a produtividade, minimizando os custos e melhorando a qualidade do serviço ofertado. Discussão Com base nas informações coletadas ao longo desse trabalho, observamos que os microrganismos possuem grande valor biotecnológico e, consequentemente, comercial. Desse modo há necessidade de pensarmos de forma diferenciada, ou seja, deixar de enxergar os microrganismos apenas como causadores de doenças, e passar a ver neles a oportunidade de crescimento. Seja no ramo alimentício, têxtil, farmacêutico, cosmético, industrial, entre outros segmentos da esfera econômica. Conclusão Concluímos que há necessidade de maior investimento na ciência, em especial à biotecnologia e microbiologia, para entendermos melhor o mundo microbiano, e assim visualizarmos as diversas ferramentas que estes pequenos seres têm a oferecer ao homem. Em especial no Brasil, possuidor de uma riqueza microbiana única, a qual certamente poderá fornecer produtos de valor incontestável. Referências BIRSCHBACH, P.; FISH, N.; HENDERSON, W.; WILLRETT, D. Enzymes: tools for creating healthier and safer foods. Food Technology, 2004, v.58, p. 20-26,. BON, E.P.S. et. al. Mercado e Perspectivas de Uso de Enzimas Industriais e Especiais no Brasil. In: BON, E.P.S.; FERRARA, M. A.; CARMO, M.L. Enzimas em Biotecnologia: produção, aplicação e mercado. Rio de Janeiro: Editora Interciência, 2008. COLLA, L. M. et. al. Simultaneous Production of Lipases and Biosurfactants by Submerged and Solid-state Bioprocesses. Bioresource Technology, Rio Grande do Sul, 2010, v.101, n.21, p.8308–14,. COLWELL, R. 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Título do Evento: CONIGRAN 2020 - Congresso Integrado UNIGRAN Capital
Cidade do Evento: Campo Grande
Título dos Anais do Evento: Anais do CONIGRAN 2020 - Congresso Integrado UNIGRAN Capital
Nome da Editora: Even3
Meio de Divulgação: Meio Digital

Como citar

SIMÕES, Carlos Miguel de Freitas; CONSOLI, Katrine. POTENCIAL DAS ENZIMAS MICROBIANAS PARA A INDÚSTRIA.. In: Anais do CONIGRAN 2020 - Congresso Integrado UNIGRAN Capital. Anais...Campo Grande(MS) UNIGRAN Capital, 2020. Disponível em: https//www.even3.com.br/anais/conigran2020/246899-POTENCIAL-DAS-ENZIMAS-MICROBIANAS-PARA-A-INDUSTRIA. Acesso em: 27/04/2025