Resumo: A prospecção e isolamento de novas espécies de microrganismos tem sido incentivada em habitats naturais, a fim de descobrir biomoléculas com aplicações de interesse industrial. A rica biodiversidade brasileira ainda é pouco explorada e relatos acerca das enzimas proteolíticas provenientes do Cerrado Brasileiro são escassos, especialmente na região do Triângulo Mineiro, Minas Gerais. Assim, o objetivo do presente trabalho foi prospectar e isolar microrganismos do Cerrado Brasileiro para o densenvolvimento de bioprocesso de produção de proteases. Inicialmente, amostras de solo, casca de frutos, folhas e flor foram coletadas na região do Cerrado Mineiro e 65 microrganismos foram isolados, formando um banco de microrganismos. As cepas foram testadas frente à produção de proteases extracelulares em fermentação submersa (glicose 10 g.L-1; peptona 5g.L-1 e extrato de levedura 3g.L-1) a 30 °C por 120 horas, destacando-se a bactéria SRM-2AA, isolada do solo, a qual foi selecionada para o otimização do meio de cultivo. As análises das fontes de nitrogênio (nitrato de amônio, citrato de amônio, sulfato de amônio, peptona e extrato de levedura) e carbono (glicose, peptona, permeado de soro de leite, melaço de cana e melaço de soja) identificaram o extrato de levedura (16,46 U.mL-1) e permeado de soro de leite (23,32 U.mL-1) como melhores precursores para produção de proteases, sendo o primeiro relato de uso do permeado de soro de leite, um resíduo agroindustrial, utilizado para este propósito. Em seguida, a composição do meio de cultura foi otimizado utilizando otimização estatística por meio da metodologia da superfície de resposta, ANOVA e teste-F. Logo, o meio de culivo composto por permeado de soro de leite a 12,83 g.L-1 e extrato de levedura a 4,41 g.L-1 preparados com tampão fosfato salino, pH 7.0, incubado a 25 °C por 24 horas foi validado em 100 mL com as condições otimizadas (30,97 U.mL-1), além do aumento de escala em biorreator (1500 mL) que, satisfatoriamente, atingiu 34,13 U.mL-1. A protease apresentou atividade máxima em pH 8,2 e 45 °C, além de preservar sua atividade entre temperaturas de 1 a 40 °C e pH entre 5,8 a 7,4. Enzimas proteolíticas provenientes da bactéria SRM-2AA mostraram-se ser adequadas para aplicações biotecnológicas em indústrias alimentícias, sendo favorável à fabricação de queijos e como amaciante de carne Ver menos

Abstract: The bioprospection and isolation of new microorganism species have been encouraged in natural habitats, in order to found biomolecules with industrial applications. The rich Brazilian biodiversity is poorly investigated and there are few researches describing proteolytic enzymes from Brazilian Cerrado, especially in Triangulo Mineiro region, Minas Gerais State. For this reason, the aim of the present work was prospect and isolate microorganisms from Brazilian Cerrado to development of protease production bioprocess. Initially, samples were collected from soil, peel fruits, flower and leaves located in Cerrado Mineiro region, where 65 microorganisms were isolated obtaining a microorganism dataset. The strains were tested as protease producing under submerged fermentation (glucose 10 g.L-1, peptone 5 g.L-1 and yeast extract 3 g.L-1) at 30 °C during 120 hours. The bacterium coded as SRM-2AA was the best extracellular protease-producer, which it was selected to medium culture optimization. Analysis of different nitrogen (ammonium nitrate, ammonium citrate, ammonium sulfate, peptone and yeast extract) and carbon (glucose, peptone, whey permeate, sugarcane molasses and soy molasses) sources allowed identifying the yeast extract (16.46 U.mL-1) and whey permeate (23.32 U.mL-1) as the best precursors for protease production. This is the first report that use whey permeate, an agro-industrial residue, for this purpose. Statistical optimization of medium composition was performed by response surface methodology, ANOVA and Fisher-based test. Culture media composed by whey permeate at 12.83 g.L-1 and yeast extract at 4.41 g.L-1 prepared with phosphate-buffered saline, pH 7.0, incubated at 25 °C during 24 hours was validated as optimized conditions in 100 mL (30.97 U.mL-1) and satisfactory scaled up in 1500 mL-bioreactor attaining 34.13 U.mL-1 of proteolytic activity. The protease displayed optimum activity at pH 8.2 and 45 °C and had activity preserved from 1 to 40 °C and a pH range 5.8 to 7.4. Food preliminary analyses suggest that proteolytic enzymes from bacterium SRM-2AA its suitability in industries; it could be a good candidate for cheese making as well as a meat tenderizer Ver menos