Enhancing Laccase Production by Trametes hirsuta GMA-01 Using Response Surface Methodology and Orange Waste: A Novel Breakthrough in Sugarcane Bagasse Saccharification and Synthetic Dye Decolorization

Autor(es)

Ortolan, Guilherme Guimaraes ; Contato, Alex Graca ; Aranha, Guilherme Mauro ; Salgado, Jose Carlos Santos ; Alnoch, Robson Carlos ; Polizeli, Maria de Lourdes Teixeira de Moraes

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: REACTIONS; v. 5, n. 3, p. 16-pg., 2024-09-01.

Resumo

Trametes hirsuta GMA-01 was cultivated in a culture medium supplemented with orange waste, starch, wheat bran, yeast extract, and salts. The fungus produced several holoenzymes, but the laccase levels were surprisingly high. Given the highlighted applicability of laccases in various biotechnological areas with minimal environmental impact, we provided a strategy to increase its production using response surface methodology. The immobilization of laccase into ionic supports (CM-cellulose, DEAE-agarose, DEAE-cellulose, DEAE-Sephacel, MANAE-agarose, MANAE-cellulose, and PEI-agarose) was found to be efficient and recuperative, showcasing the technical prowess of research. The crude extract laccase (CE) and CM-cellulose-immobilized crude extract (ICE) showed optimum activity in acidic conditions (pH 3.0) and at 70 degrees C for the CE and 60 degrees C for the ICE. The ICE significantly increased thermostability at 60 degrees C for the crude extract, which retained 21.6% residual activity after 240 min. The CE and ICE were successfully applied to sugarcane bagasse hydrolysis, showing 13.83 +/- 0.02 mu mol mL(-1) reducing sugars after 48 h. Furthermore, the CE was tested for dye decolorization, achieving 96.6%, 71.9%, and 70.8% decolorization for bromocresol green, bromophenol blue, and orcein, respectively (0.05% (w/v) concentration). The properties and versatility of T. hirsuta GMA-01 laccase in different biotechnological purposes are interesting and notable, opening several potential applications and providing valuable insights into the future of biotechnological development. (AU)

• Processo FAPESP: 17/25862-6 - Estudos estruturais e propriedades funcionais de xiloglucanases e liquenases fúngicas: aplicações na hidrólise de biomassa lignocelulósica
• Beneficiário: Alex Graça Contato
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 14/50884-5 - INCT 2014: Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia do Bioetanol
• Beneficiário: Marcos Silveira Buckeridge
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 18/07522-6 - Desenvolvimento de tecnologias ecológicas para a hidrólise de biomassa e resíduos da indústria de celulose e papel
• Beneficiário: Maria de Lourdes Teixeira de Moraes Polizeli
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 19/21989-7 - Bioprospecção de enzimas fúngicas de baixo peso molecular envolvidas na degradação da parede celular vegetal
• Beneficiário: José Carlos dos Santos Salgado
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 22/06275-0 - Desenvolvimento de técnicas de imobilização, purificação e caracterização de lacases de Trametes hirsuta visando aplicações biotecnológicas
• Beneficiário: Guilherme Guimarães Ortolan
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Processo FAPESP: 23/09627-8 - Formulação de consórcios enzimáticos "tailor-made" para a degradação da parede celular de variedades de cana-de-açúcar
• Beneficiário: Robson Carlos Alnoch
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Programa Fixação de Jovens Doutores
• Processo FAPESP: 23/01547-5 - Formulação de consórcios enzimáticos "tailor-made" para a degradação da parede celular de variedades de cana-de-açúcar
• Beneficiário: Maria de Lourdes Teixeira de Moraes Polizeli
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular