BIOSSÍNTESE DE LIPÍDIOS POR Rhodotorula mucilaginosa CCT 7688 A PARTIR DE HIDROLISADO DE CASCAS DE SOJA
Autor: Keslei Rosendo da Rocha (Currículo Lattes)
Resumo
Lipídios são moléculas orgânicas que fazem parte da constituição dos seres vivos e da sua alimentação, sendo geralmente obtidos através de plantas oleaginosas como a soja, por exemplo, mas também de forma alternativa através do uso de micro-organismos como as leveduras, por exemplo. As leveduras são muito estudadas devido à sua rápida taxa de crescimento, possibilidade de ampliação da escala de produção, pouco espaço industrial requerido e não estarem sujeitas às intempéries climáticas. Como forma de minimizar os custos de produção de lipídios por leveduras, resíduos industriais podem ser utilizados nos cultivos por oferecerem uma fonte de carbono alternativa e também minerais essenciais ao crescimento. Desta forma, este trabalho teve como objetivo a produção de lipídios através do uso da levedura Rhodotorula mucilaginosa CCT 7688 em meio de cultivo composto por hidrolisado obtido a partir de cascas de soja. Após caracterização das cascas de soja utilizadas neste estudo, determinou-se que estas eram compostas majoritariamente por celulose (39,11 %), hemicelulose (27,22 %) e lignina (14,73 %). Dentre os metais analisados, aqueles com maior concentração foram alumínio (502,01 mg∙kg-1), zinco (42,20 mg∙kg-1) e manganês (40,12 mg∙kg-1). Para determinar as melhores condições de hidrólise das cascas visando maior liberação de carboidratos fermentáveis, foram feitos testes avaliando a influência da granulometria das cascas (sem moer ou moídas com granulometria média ≤ 1 mm), pressão e temperatura na autoclave (0,5 atm e 111 °C, 1,1 atm e 122 °C, 1,5 atm e 127 °C) e concentração de H2SO4 (1,2 mmol∙g-1, 1,5 mmol∙g-1 e 1,8 mmol∙g-1) fixando-se a razão sólidolíquido em 1:8,8 e o tempo total de reação em 60 min. As melhores condições determinadas para a hidrólise foram: 1,1 atm, 122 °C, H2SO4 1,8 mmol ∙ g-1 e cascas com granulometria ≤ 1 mm. Nestas condições foram produzidos 18,10 g∙L-1 de açúcares redutores. Nos testes preliminares usando o hidrolisado obtido a partir das melhores condições estudadas, foram produzidos 9,11 ± 0,01 g∙L-1 de biomassa composta por 5,30 ± 0,68 % de lipídios, alcançando assim 0,48 ± 0,06 g∙L-1 de lipídios totais após 240 h de cultivo. Foram feitos cultivos em um meio que simulou as concentrações dos carboidratos presentes no hidrolisado de cascas de soja, onde foram produzidos 6,93 ± 0,02 g∙L-1 de biomassa composta por 11,49 ± 0,17 % de lipídios, alcançando assim 0,79 ± 0,01 g∙L-1 de lipídios totais após 240 h de cultivo. Com o objetivo de maximizar a produção de lipídios totais, foram propostos planejamentos experimentais do tipo DCC 2³ onde a razão C/N, a concentração de MgSO4 . 7 H2O e pH inicial foram os fatores estudados utilizando como fontes de carbono xilose, arabinose, glicose e o hidrolisado concentrado. Para este último, sob razão C/N 80, concentração MgSO4 ∙ 7 H2O 1,5 g∙L-1 e pH inicial 3,5 foram obtidos os melhores resultados: 7,26 g∙L-1 de biomassa composta por 19,41 % de lipídios, produzindo assim 1,41 g∙L-1 de lipídios totais após 240 h de cultivo. Estes valores representaram um aumento de 66 % em relação aos primeiros testes com o hidrolisado e 44 % em relação à mistura que simulou a concentração dos carboidratos no hidrolisado. Foram avaliadas ainda diferentes estratégias de cultivo buscando aumentar a produção de lipídios, sendo a batelada alimentada com hidrolisado (20 g∙L-1 ) e glicose (10 g∙L-1 alimentada após 72 h de cultivo) a estratégia com melhores resultados, onde foram produzidos 11,92 ± 0,02 g∙L-1 de biomassa composta por 29,28 ± 0,13 % de lipídios, alcançando assim 3,49 ± 0,01 g∙L-1 de lipídios totais após 144 h de cultivo. Os lipídios produzidos nesta estratégia foram caracterizados por RMN ¹H e CG/MS, onde determinou-se majoritária composição por ácido oleico (66,92 %) e palmítico (24,62 %), dentre outros em menores frações. Esses resultados mostraram potencialidade no uso do hidrolisado de cascas de soja como fonte de carbono e nutrientes para a biossíntese de lipídios por R. mucilaginosa CCT 7688.