Resumo: O objetivo do presente trabalho foi avaliar a utilização de farinha de penas de frango como substrato semissólido para produção simultânea das enzimas protease, lipase, fitase e queratinase utilizando o fungo filamentoso Aspergillus niger LBA02 como agente de fermentação. Adicionalmente, a obtenção de uma farinha fermentada com maior digestibilidade proteica foi definida como meta. A técnica de delineamento experimental (DCCR) foi utilizada para avaliar as condições mais adequadas de cultivo incluindo a temperatura de incubação, umidade inicial do substrato e suplementação da farinha de penas com farelo de trigo para produção simultânea das enzimas. Os maiores valores de produção enzimática foram detectados após 48 h de fermentação na região dos pontos centrais do DCCR, onde a umidade inicial foi de 50%, a temperatura de 30°C e o farelo de trigo incorporado foi de 15% m/m. Nestas condições, o A. niger LBA02 atingiu produções de aproximadamente 300 U/g para protease, 100 U/g para lipase, 80 U/g para fitase e 10 U/g para queratinase. As variáveis independentes temperatura e umidade inicial foram as que apresentaram os efeitos mais destacáveis na produção das enzimas, e embora a adição de farelo de trigo tenha apresentado impacto positivo e significativo (p '< ou =' 0,10) somente na produção de fitase, a incorporação deste como suplementação para a farinha de penas permitiu antecipar o pico de produção das enzimas de 72h para 48h, o que representa ganhos significativos em termos de produtividade. Além disso, a utilização de farelo de trigo como suplemento resultou em valores superiores de atividade enzimática comparados aos encontrados na fermentação inicial realizada apenas com a farinha de penas, a saber: ganhos de 20, 25 e 300% na produção de protease, lipase e fitase, respectivamente. O extrato enzimático bruto foi concentrado e caracterizado bioquimicamente quanto aos parâmetros pH e temperatura para máxima atividade enzimática. As proteases apresentaram maior atividade em pH 5,5 e temperatura de 50oC e as lipases apresentaram maior atividade em valores de pH entre 2,0 e 3,0 e temperaturas entre 50 e 60°C. Nos ensaios envolvendo as enzimas fitase e queratinase, os modelos não apresentaram bons ajustes estatísticos; ainda assim foi possível detectar um valor máximo de atividade de fitase em pH 3,0 e temperatura 60,6oC e maiores valores de atividade de queratinase nos ensaios realizados em pH 3,0 e 8,0 e na temperatura de 60,6°C. As análises de proteína antes e após a fermentação semissólida não apresentaram diferença significativa (p '< ou =' 0,10), havendo um aumento na média de proteína bruta do meio de 44,7% para 50,7%, e ao contrário do que se esperava, a digestibilidade proteica em pepsina da farinha fermentada apresentou uma redução na média de 50,3% para 41,4%. Considerando o nível de produção das enzimas, sugere-se um trabalho futuro com adição da farinha fermentada na ração de frangos para investigar os benefícios no desempenho de crescimento das aves. Um estudo mais adequado de digestibilidade relacionando os resultados in vitro com experimentos conduzidos in vivo seria também uma alternativa interessante para melhor aproveitamento da farinha de penas na alimentação animal Ver menos

Abstract: The objective of the study was to evaluate the simultaneous production of protease, lipase, phytase and keratinase enzymes by Aspergillus niger LBA02 under solid state fermentation using chicken feather meal as substrate. Other objective was to produce a fermented meal with higher protein digestibility. A central composite rotatable design (CCRD) was used to study the effect of some culture parameters for production of enzymes: incubation temperature, initial moisture of the culture medium and substrate supplementation with wheat bran. The highest results obtained of enzymes production were detected after 48 h of fermentation in the central points of the CCRD using an initial moisture of 50%, 30°C as incubation temperature and supplementation of the feather meal with 15% wheat bran. Under these conditions, the A. niger LBA02 yields of protease (300 U/g), lipase (100 U/g), phytase (80 U/g) and keratinase (10 U/g). The independent variables incubation temperature and initial moisture of the culture medium presented as highly significant on the enzymes production. The supplementation with wheat bran had a significant impact (p '< or =' 0.10) only on phytase production, but it anticipates the production in the most of the enzymes from 72h to 48h, which represents gains in terms of productivity. Also resulted in gains of 20, 25 and 300% in values of protease, lipase and phytase activities respectively compared to the fermentation with just feather meal as substrate. The enzymatic extract was concentrated to study the pH and temperature parameters for maximum enzymatic activity. The protease activity was higher at pH 5.5 and temperature of 50oC and lipase activity showed higher at pH values between 2.0 and 3.0 and temperatures between 50 and 60.6°C. No significant effects of the pH and temperature on phytase and keratinase production were observed. The higher values of phytase activity was at pH 3.0 and temperature of 60oC and keratinase activity was at pH 3.0 and 8.0 and at 60.6oC. The digestibility of feather meal and fermented meal didn't show a significant difference (p '< or =' 0.10), there was an increase of protein from 44.7% to 50.7%, and a decrease of the pepsin digestibility from 50.3% to 41.4%. The values of enzymes production suggest a future work with addition of this fermented feather meal in broiler feed to investigate the benefits in the growth performance. Another digestibility study relating the results obtained in vitro with experiments conducted in vivo would also be an interesting alternative for the better use of feather meal in animal feed Ver menos