As enzimas proteolíticas termoestáveis produzidas por microrganismos do gênero Bacillus possuem grande importância comercial, sendo sua aplicação predominante (35%) na indústria de detergentes. Neste trabalho, foi avaliada a produção de proteases pelo termofílico Bacillus sp. SMIA-2, utilizando-se substratos de baixo custo. A fim de verificar a utilidade da protease para aplicações industriais, a estabilidade e a atividade da enzima a diferentes valores de pH e temperatura foram também estudadas. A atividade da protease secretada por Bacillus sp. SMIA-2 em culturas submersas contendo 0,5% (m/v) de pectina de maçã, 0,1% (m/v) de proteínas do soro e 0,3% (m/v) de água de maceração de milho foi máxima após 24 h de incubação da cultura, com níveis de 54,3 U.mg-1 Proteína. A redução na concentração da pectina para 0,3% (m/v) e o aumento nos níveis das proteínas do soro para 0,3% (m/v) no meio de cultura aumentaram a produção da protease, que alcançou sua máxima atividade em 30 h, com níveis de 72,2 U.mg-1 Proteína. Estudos sobre a protease revelaram que as suas características mais importantes foram a alta temperatura ótima para atividade da enzima (70 °C) e a alta estabilidade em uma grande faixa de pH. A protease reteve em torno de 80% de sua atividade original quando incubada à temperatura ambiente por 2 h na faixa de pH entre 6,0 e 12,0. Essas propriedades constituem importantes vantagens para um possível uso da enzima em indústrias de detergentes. | The thermostable proteolytic enzymes produced by the genus Bacillus are commercially very important, being predominantly applied (35%) in detergents. In this work the production of proteases by a thermophilic Bacillus sp. SMIA-2 using low-cost substrates was evaluated. In order to assess the use of the protease for industrial use, the stability of the enzyme activity at different pH values and temperatures was also studied. The protease activity secreted by Bacillus sp. SMIA-2 in submerged cultures containing 0.5% (w/v) apple pectin, 0.1% (w/v) whey protein concentrate and 0.3% (w/v) corn steep liquor reached a maximum after 24 h, with levels of 54.3 U.mg-1 protein. A reduction in the pectin concentration to 0.3% (w/v) and increase in the whey protein levels to 0.3% (w/v) in the culture medium improved the protease production, which reached a maximum after 30 h, with levels of 72.2 U.mg-1 protein. Studies on the characterization of the protein revealed that the most important kinetic properties of the enzyme were the high optimal temperature (70 °C) and high stability in a very broad pH range. The protease retained about 80% of its original activity when incubated at room temperature for 2 h in a pH range between 6.0 - 12.0. These properties represent important advantages for the possible use of the enzyme in detergent industries.

A produção de proteases por Bacillus sp. SMIA-2 cultivado em um meio de cultura contendo soro de leite e água de maceração de milho foi estudada. Além disso, a compatibilidade da enzima com detergentes comerciais foi também avaliada. A atividade máxima da enzima (70 U/mg proteína) foi observada na fase estacionária de crescimento, com 32 h de incubação. Estudos sobre a caracterização da protease revelaram que a temperatura ótima para atividade desta enzima foi 70 °C e que a mesma manteve 91% de sua atividade quando incubada a 70 °C na presença do cálcio. O valor ótimo de pH encontrado para a protease foi 8,0, sendo que a enzima manteve 85% e 46% de sua atividade quando incubada por 1 h em pH 9 e pH 10 respectivamente. A protease manteve 64% e 50% de sua atividade quando incubada a 70 °C por 30 min com os detergentes Cheer® e Tide® respectivamente. A utilização da glicina juntamente com íons cálcio resultou em um aumento da estabilidade enzimática em todos os detergentes testados. Em presença dos detergentes Ultra bizz®, Cheer® e Tide®, a enzima manteve aproximadamente 100% de atividade, após 30 min de incubação a 70 °C. | The production of protease by the thermophilic Bacillus sp. SMIA-2 cultivated in a medium containing whey and corn steep liquor was studied. In addition, the compatibility of the enzyme with commercial detergents was evaluated. The maximum activity of the enzyme (70 U/mg protein) was observed in the phase stationary of growth, with 32 h of incubation. Studies on the protease characterization revealed that the optimum temperature of this enzyme was 70 °C and that it maintained 91% of its activity when incubated a 70 °C in the presence of calcium. The optimum pH of the enzyme was found to be 8.0 and the enzyme maintained 85% and 46% of its original activity when incubated for 1 h at pH 9 and pH 10 respectively. Protease retained 64% and 50% of its activity after 30 min incubation at 70 °C in presence of the detergents Cheer® and Tide® respectively. The addition of glycine and calcium improved the stability of the enzyme in all detergents used. In the presence of the detergents Ultra bizz®, Cheer® and Tide®, the enzyme maintained 100% of its activity after 30 min of incubation at 70 °C.

As enzimas proteolíticas termoestáveis produzidas por microrganismos do gênero Bacillus possuem grande importância comercial, sendo sua aplicação predominante (35%) na indústria de detergentes. Neste trabalho, foi avaliada a produção de proteases pelo termofílico Bacillus sp. SMIA-2, utilizando-se substratos de baixo custo. A fim de verificar a utilidade da protease para aplicações industriais, a estabilidade e a atividade da enzima a diferentes valores de pH e temperatura foram também estudadas. A atividade da protease secretada por Bacillus sp. SMIA-2 em culturas submersas contendo 0,5% (m/v) de pectina de maçã, 0,1% (m/v) de proteínas do soro e 0,3% (m/v) de água de maceração de milho foi máxima após 24 h de incubação da cultura, com níveis de 54,3 U.mg-1 Proteína. A redução na concentração da pectina para 0,3% (m/v) e o aumento nos níveis das proteínas do soro para 0,3% (m/v) no meio de cultura aumentaram a produção da protease, que alcançou sua máxima atividade em 30 h, com níveis de 72,2 U.mg-1 Proteína. Estudos sobre a protease revelaram que as suas características mais importantes foram a alta temperatura ótima para atividade da enzima (70 °C) e a alta estabilidade em uma grande faixa de pH. A protease reteve em torno de 80% de sua atividade original quando incubada à temperatura ambiente por 2 h na faixa de pH entre 6,0 e 12,0. Essas propriedades constituem importantes vantagens para um possível uso da enzima em indústrias de detergentes.<br>The thermostable proteolytic enzymes produced by the genus Bacillus are commercially very important, being predominantly applied (35%) in detergents. In this work the production of proteases by a thermophilic Bacillus sp. SMIA-2 using low-cost substrates was evaluated. In order to assess the use of the protease for industrial use, the stability of the enzyme activity at different pH values and temperatures was also studied. The protease activity secreted by Bacillus sp. SMIA-2 in submerged cultures containing 0.5% (w/v) apple pectin, 0.1% (w/v) whey protein concentrate and 0.3% (w/v) corn steep liquor reached a maximum after 24 h, with levels of 54.3 U.mg-1 protein. A reduction in the pectin concentration to 0.3% (w/v) and increase in the whey protein levels to 0.3% (w/v) in the culture medium improved the protease production, which reached a maximum after 30 h, with levels of 72.2 U.mg-1 protein. Studies on the characterization of the protein revealed that the most important kinetic properties of the enzyme were the high optimal temperature (70 °C) and high stability in a very broad pH range. The protease retained about 80% of its original activity when incubated at room temperature for 2 h in a pH range between 6.0 - 12.0. These properties represent important advantages for the possible use of the enzyme in detergent industries.