Biorremediação de micotoxinas nas águas residuais do cultivo do arroz
Autor: Juliane Natália Lima da Silva (Currículo Lattes)
Resumo
Este estudo teve avaliou o potencial da peroxidase (PO) obtida do farelo de arroz para reduzir os níveis de deoxinivalenol (DON), ocratoxina A (OTA) e aflatoxina B1 (AFB1) na água residual da cadeia de cultivo do arroz. Parâmetros como temperatura, atividade enzimática, concentração de peróxido de hidrogênio e agitação orbital foram avaliados para padronizar as condições ótimas de reação. Para isso, um planejamento composto central 24 e um planejamento rotacional composto central 23 foram realizados. Os parâmetros cinéticos (constante de Michaelis-Menten (KM) e velocidade máxima (VMÁX)) foram definidos, e um estudo de aumento de escala foi realizado para avaliar a aplicação e a resposta de degradação pela enzima em volumes reacionais maiores. Os compostos de degração formados foram avaliados por cromatografia líquida de ultra-alta eficiência, acoplada a um espectrômetro de massa de alta resolução (UHPLC-Q-Orbitrap). A maior degradação de micotoxinas (64, 69 e 98% para OTA, DON e AFB1, respectivamente) foi observada sob 4 h de reação, 40°C, 0,01 U mL-1 de atividade enzimática, 0,01% de concentração de peróxido de hidrogênio e agitação orbital de 284 rpm. Os parâmetos KM e VMÁX da PO para degradação de DON, OTA e AFB1 foram de 0,224 ?g mL-1, 60,28 e 6,77 ng mL-1 e 73, 19,72 e 2,2Este estudo teve avaliou o potencial da peroxidase (PO) obtida do farelo de arroz para reduzir os níveis de deoxinivalenol (DON), ocratoxina A (OTA) e aflatoxina B1 (AFB1) na água residual da cadeia de cultivo do arroz. Parâmetros como temperatura, atividade enzimática, concentração de peróxido de hidrogênio e agitação orbital foram avaliados para padronizar as condições ótimas de reação. Para isso, um planejamento composto central 24 e um planejamento rotacional composto central 23 foram realizados. Os parâmetros cinéticos (constante de Michaelis-Menten (KM) e velocidade máxima (VMÁX)) foram definidos, e um estudo de aumento de escala foi realizado para avaliar a aplicação e a resposta de degradação pela enzima em volumes reacionais maiores. Os compostos de degração formados foram avaliados por cromatografia líquida de ultra-alta eficiência, acoplada a um espectrômetro de massa de alta resolução (UHPLC-Q-Orbitrap). A maior degradação de micotoxinas (64, 69 e 98% para OTA, DON e AFB1, respectivamente) foi observada sob 4 h de reação, 40°C, 0,01 U mL-1 de atividade enzimática, 0,01% de concentração de peróxido de hidrogênio e agitação orbital de 284 rpm. Os parâmetos KM e VMÁX da PO para degradação de DON, OTA e AFB1 foram de 0,224 ?g mL-1, 60,28 e 6,77 ng mL-1 e 73, 19,72 e 2,20 ng mL-1 min-1, respectivamente. Os resultados obtidos no experimento de aumento de escala comprovaram que o protocolo desenvolvido para a degradação simultânea das micotoxinas é eficiente para volumes maiores de água. As estruturas químicas dos compostos formados pela ação enzimática foram avaliadas através dos espectros de massa. A PO obtida do farelo de arroz mostrou-se uma alternativa eficiente na degradação desses contaminantes na água da cadeia do arroz. Esta aplicação biotecnológica garante águas residuais com menor risco à saúde pública e animal e também proporciona um destino de alto valor comercial para o farelo de arroz, que é um coproduto abundante na produção de arroz.0 ng mL-1 min-1, respectivamente. Os resultados obtidos no experimento de aumento de escala comprovaram que o protocolo desenvolvido para a degradação simultânea das micotoxinas é eficiente para volumes maiores de água. As estruturas químicas dos compostos formados pela ação enzimática foram avaliadas através dos espectros de massa. A PO obtida do farelo de arroz mostrou-se uma alternativa eficiente na degradação desses contaminantes na água da cadeia do arroz. Esta aplicação biotecnológica garante águas residuais com menor risco à saúde pública e animal e também proporciona um destino de alto valor comercial para o farelo de arroz, que é um coproduto abundante na produção de arroz.