As lacases são enzimas oxidativas de interesse para diversos processos industriais de transformação que envolvam lignina ou outros compostos fenólicos. Alguns fatores limitam a aplicação de enzimas em processos industriais, tais como, suas caraterísticas fisicoquímicas, custo de produção e a quantidade requerida de enzima. Tendo em vista que as condições de cultivo influenciam na produção enzimática, é fundamental o desenvolvimento do estudo de bioprocessos em diferentes escalas. Muitos estudos de produção de lacases utilizam o fungo Trametes versicolor, por secretar lacases com alto potencial redox (785 mV). Neste estudo, a produção de lacase por T. versicolor foi conduzida em frascos agitados de 125 mL e 1 L para definição de algumas variáveis do processo (volume de meio, indutores de lacase e agitação), obtendo-se uma atividade máxima de lacase em torno de 11.000 U/L, em meio contendo 9 g/L de glicose e adição de 3 mM de xilidina no terceiro dia de cultivo. Na segunda etapa deste estudo, foi avaliada a ampliação de escala dos cultivos de T. versicolor de frascos agitados para biorreator, utilizando o coeficiente volumétrico de transferência de oxigênio (kLa) como parâmetro de ampliação de escala (kLa entre 76 e 79 h^-1). Com condições de meio e indutor estabelecidas para a produção de lacase em frascos, T. versicolor foi cultivado em um biorreator agitado e aerado de baixo cisalhamento (BAABC) com volumes de 5 e 10 L de meio, aeração de 0,4 vvm e agitação de 180 rpm e 200 rpm, respectivamente. No cultivo realizado no biorreator com 5 L de meio de cultivo obteve-se 12.546 U/L de lacase, no nono dia de cultivo. Quando o volume de meio foi aumentado para 10 L no reator, empregando uma agitação de 200 rpm e aeração de 0,4 vvm, a atividade de lacase foi superior ao apresentado em frascos agitados e no reator com 5 L de meio (23.495 U/L). Os cultivos foram monitorados quanto ao pH e ao teor de açúcar residual. A maior atividade de lacase obtida no reator com 10 L de meio pode estar relacionada às mudanças na morfologia do micélio e à maior disponibilidade de oxigênio, considerando a maior pressão nas bolhas de ar em razão de menos espaço vazio no reator. Nesta condição de processo foi identificada uma lacase com massa molar de 55 kDa, por SDS-PAGE, cuja identidade foi confirmada por espectrometria de massas. A lacase apresentou pH ótimo de 5,0, temperatura ótima de 60 °C e manteve 70% de sua atividade a 50 °C por 2 horas. A produção de lacase no reator BAABC de 14 L, com volume útil de 10 L, mostrou-se como uma alternativa para aumentar a produtividade de lacase e assim minimizar os custos de processos que se beneficiem do uso desta enzima.

Laccases are oxidative enzymes of interest for several industrial transformation processes involving lignin or other phenolic compounds. One of the factors that hinders the application of enzymes in processes is the required amount of enzyme. Considering that the cultivation conditions influence the enzymatic production, it is fundamental to develop the study of bioprocesses in different scales. Many studies of laccase production use the fungus Trametes versicolor, as it secretes laccases with a high redox potential (785 mV). In this study, the production of laccase by T. versicolor was carried out in 125 mL and 1 L shaken flasks to define some process variables (medium volume, laccase inducers and agitation), obtaining a maximum laccase activity around 11000 U/L, in cultivation medium with 9 g/L glucose and with addition of xylidine on the third day of growth. In the second stage of this study, the scale-up of T. versicolor cultivation from flasks to reactor was evaluated, using as parameter the volumetric oxygen transfer coefficient (kLa). The medium and inducer established for the production of laccase by T. versicolor in flasks was employed for fungal growth in low-shear air agitated bioreactor (LSAAB) with volumes of 5 and 10 L of medium, aeration of 0.4 vvm and agitation at 180 rpm and 200 rpm, respectively. The cultivation carried out in the bioreactor with 5 L of medium produced 12,546 U/L of laccase activity, at the 9th day. When the volume of the medium was increased to 10 L in the reactor, employing 200 rpm and 0.4 vvm, the laccase activity was higher than that produced in flasks and also in the reactor with 5 L of medium (23,495 U/L). The cultures were monitored for pH and residual sugar content. The highest laccase activity obtained in the reactor with 10 L of medium may be related to changes in the morphology of mycelium and to the greater availability of oxygen, considering the higher pressure in the air bubbles due to less empty space in the reactor. In this condition, a laccase with a molar mass of 55 kDa was identified by SDS-PAGE, whose identity was confirmed by mass spectrometry. The laccase presented an optimum pH of 5.0, and optimum temperature of 60 °C, maintaining 70% of its activity at 50 °C for 2 hours. The production of laccase in a 14 L LSAAB with 10 L medium is an alternative to increase laccase productivity and thus minimize the costs of processes that benefit from the use of this enzyme.