Avaliação fenotípica da atividade de enzimas extracelulares produzidas por Bacillus spp. isolados de cama de aviário.

Abstract

A crescente demanda por processos sustentáveis tem impulsionado a busca por microrganismos capazes de produzir enzimas extracelulares com potencial de aplicação industrial, agrícola e ambiental. Nesse contexto, espécies do gênero Bacillus destacam-se pela alta capacidade de secreção de enzimas hidrolíticas, estabilidade em ampla faixa de pH e temperatura e facilidade de cultivo em meios econômicos, o que as torna candidatas estratégicas para bioprocessos associados à economia circular. Considerando esse cenário, o presente trabalho teve como objetivo avaliar o potencial enzimático de 61 isolados do gênero Bacillus obtidos de cama de aviário, visando identificar microrganismos com perfil promissor para aplicações biotecnológicas. Foram realizados ensaios qualitativos em meios enzima-específicos para detecção de alfa-amilase, celulase, esterase, fitase, lipase e protease. A atividade foi inferida pela formação de zonas de degradação ao redor das colônias, utilizada para o cálculo do índice enzimático (I.E.), e os dados foram submetidos à análise estatística por ANOVA bifatorial, considerando a espécie bacteriana, o tipo de enzima e a interação entre esses fatores. Essa abordagem permitiu comparar, de forma integrada, a frequência de isolados positivos, a intensidade relativa das atividades e a existência de padrões metabólicos específicos entre as espécies. Todos os isolados apresentaram atividade positiva para ao menos uma enzima, confirmando o elevado potencial enzimático da microbiota associada à cama de aviário. Protease, alfa-amilase e fitase foram as atividades mais frequentes, destacando-se a protease, detectada em 100% dos isolados. Em contraste, celulase, esterase e, sobretudo, lipase exibiram menor proporção de isolados positivos, sendo a atividade lipolítica observada em apenas 10,81% dos isolados. As espécies Bacillus amyloliquefaciens, Bacillus licheniformis, Bacillus subtilis e Bacillus velezensis apresentaram os perfis mais promissores, combinando maiores índices enzimáticos e maior diversidade de atividades, especialmente para alfa-amilase, protease e lipase. A ANOVA indicou efeito significativo da espécie, do tipo de enzima e da interação espécie–enzima sobre o índice enzimático, evidenciando diferenças funcionais relevantes entre as combinações avaliadas. De forma geral, os resultados reforçam a cama de aviário como uma fonte estratégica de Bacillus produtores de enzimas extracelulares com potencial de uso em formulações enzimáticas, biorremediação, nutrição animal e outros processos sustentáveis. Além disso, apontam isolados prioritários para estudos futuros de identificação molecular, otimização da produção enzimática e validação em condições de processo, contribuindo para o desenvolvimento de alternativas biotecnológicas alinhadas às demandas atuais por maior sustentabilidade na cadeia produtiva avícola e em setores correlatos.

The increasing demand for sustainable processes has driven the search for microorganisms capable of producing extracellular enzymes with potential for industrial, agricultural, and environmental applications. In this context, species of the genus Bacillus stand out due to their high capacity for secreting hydrolytic enzymes, stability over a wide range of pH and temperature, and ease of cultivation in cost-effective media, making them strategic candidates for bioprocesses associated with the circular economy. Considering this scenario, the present study aimed to evaluate the enzymatic potential of 61 isolates of the genus Bacillus obtained from poultry litter, aiming to identify microorganisms with promising profiles for biotechnological applications. Qualitative assays were carried out in enzyme-specific media to detect alpha-amylase, cellulase, esterase, phytase, lipase, and protease. Activity was inferred by the formation of degradation zones around the colonies, which was used to calculate the enzymatic index (I.E.), and the data were subjected to statistical analysis by two-way ANOVA, considering bacterial species, enzyme type, and the interaction between these factors. This approach allowed for the integrated comparison of the frequency of positive isolates, the relative intensity of the activities, and the existence of specific metabolic patterns among the species. All isolates exhibited positive activity for at least one enzyme, confirming the high enzymatic potential of the microbiota associated with poultry litter. Protease, alpha-amylase, and phytase were the most frequent activities, with protease standing out, detected in 100% of the isolates. In contrast, cellulase, esterase, and especially lipase exhibited a lower proportion of positive isolates, with lipolytic activity observed in only 10.81% of the isolates. The species Bacillus amyloliquefaciens, Bacillus licheniformis, Bacillus subtilis, and Bacillus velezensis presented the most promising profiles, combining higher enzymatic indices and greater activity diversity, especially for alpha-amylase, protease, and lipase. The ANOVA indicated a significant effect of species, enzyme type, and the species-enzyme interaction on the enzymatic index, highlighting relevant functional differences between the combinations evaluated. Overall, the results reinforce poultry litter as a strategic source of Bacillus strains producing extracellular enzymes with potential use in enzyme formulations, bioremediation, animal nutrition, and other sustainable processes. Moreover, they highlight priority isolates for future studies on molecular identification, optimization of enzymatic production, and process condition validation, contributing to the development of biotechnological alternatives aligned with the current demand for greater sustainability in the poultry production chain and related sectors.