The influence of Tween 80 on laccase production by Pleurotus sajor-caju and the efficiency of crude enzyme broth in the removal of bisphenol-A

Abstract

ABSTRACT: Bisphenol-A is currently considered an environmental pollutant, capable of interfering in the endocrine system of organisms and causing alterations in its development and reproductive system. An alternative method to the chemical treatment of this pollutant has been the use of oxidative enzymes, especially laccases produced by fungi. In order to reduce production costs, agro-industrial waste can be used in the culture medium composition. Nonionic surfactants, which are only slightly toxic to biological membranes, can be applied, as well as Tween 80, to facilitate the excretion of these enzymes into the culture medium. The objectives of this work were: a) characterize the immersion water of banana straw used in the formulation of the culture medium; b) evaluate laccase production by Pleurotus sajor-caju in culture medium with and without addition of Tween 80, through shaken flasks; c) evaluate the efficiency of the crude enzyme broth in degrading bisphenol-A. The shaken flasks were incubated at 30°C for 12 days. The immersion water had a C:N ratio of 13.8, ash percentage of 28.6%, and pH close to neutrality. The addition of Tween 80 on the culture medium (7.5%, m/v) yielded laccase activity and productivity values equal to 3,016.47 U L-1 and 502.7 U L-1 day-1, respectively. These values were 50 and 33.5 times higher than those obtained in the culture medium without addition of Tween 80 for laccase activity and productivity, respectively. The crude enzyme broth degraded 100% of bisphenol-A after 48 hours, regardless of concentration (500, 750 and 1,000 mg L-1).RESUMO: O bisfenol-A é considerado um poluente ambiental capaz de interferir no sistema endócrino dos organismos, ocasionando alterações em seu desenvolvimento e sistema de reprodução. Um método alternativo ao tratamento químico desse tipo de poluente tem sido a utilização de enzimas oxidativas, especialmente as lacases, produzidas por fungos. A fim de diminuir custos de produção, resíduos agroindustriais podem compor o meio de cultivo. Assim, surfactantes não iônicos e pouco tóxicos para as membranas biológicas, como o Tween 80, podem ser utilizados para facilitar a excreção dessas enzimas para o meio de cultivo. Os objetivos deste trabalho foram: caracterizar quimicamente o resíduo água de imersão de palha de bananeira, usado na formulação do meio de cultivo; avaliar a produção de lacase por Pleurotus sajor-caju em meio de cultivo líquido (frascos Erlenmeyer) com e sem adição de Tween 80; e avaliar a eficiência do caldo enzimático bruto em degradar bisfenol-A. Os frascos foram incubados a 30°C, por 12 dias. A água de imersão apresentou relação C:N 13,8, percentual de cinzas 28,6% e pH próximo da neutralidade. O cultivo adicionado de Tween 80 (7,5%, m/v) propiciou valores de atividade e produtividade em lacase iguais a 3.016,47 U L-1 e 502,7 U L-1 dia-1, respectivamente. Esses valores são 50 e 33,5 vezes maiores que os obtidos no cultivo sem adição de Tween 80, para atividade e produtividade em lacase, respectivamente. O caldo enzimático bruto degradou 100% do bisfenol-A após 48 horas, independentemente da concentração (500, 750 e 1.000 mg L-1).