Solid-state fermentation of Theobroma cacao pod husk using Rhizopus stoloniffer - prospection of biomolecules

Abstract

Resumo: O objetivo principal deste estudo foi avaliar de forma inédita o cultivo do fungo filamentoso Rhizopus stolonifer em fermentação no estado sólido em cascas do fruto de cacau (Theobroma cacao) obtidas do estado do Pará, região norte do Brasil. Na primeira etapa foi selecionada a cepa Rhizopus stolonifer NRRL 28169 de acordo com sua capacidade de produzir moléculas com atividade antioxidante e de colonizar a casca de cacau sem nenhum suplemento nutricional. Na sequência foi realizado um estudo que determinou o método de extração de compostos com capacidade antioxidante de forma prática e econômica utilizando uma solução de etanol em 50% (v/v). A casca de cacau já possui um enorme potencial biotecnológico, com inúmeros biocompostos apresentados pelas análises de cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massa. O processo de fermentação em estado sólido nos permite observar uma mudança na composição presente casca, gerando novas moléculas bioativas com potencial antioxidante, chegando a 7,09 ± 0,05 ?M de equivalência em Trolox no teste DPPH e 5,170 ± 0,035 x 104 ?M de equivalência em Trolox no teste ORAC. O aumento na concentração dos compostos fenólicos durante a fermentação fica evidenciado pela quantificação de fenóis totais alcançando um concentração de 114,40 mg em equivalência de ácido gálico.

Abstract: The main objective of this study was to evaluate in an unprecedented way the cultivation of the filamentous fungus Rhizopus stolonifer in solid state fermentation in the cocoa pod husk from Theobroma cacao obtained from the state of Pará, northern region of Brazil. In the first step of this study the strain Rhizopus stolonifer NRRL 28169 was selected according to its capacity to produce molecules with antioxidant activity and to colonize the cocoa pod husk without any nutritional supplementation. Consequently, a study was carried out to determine the extraction method of compounds with antioxidant capacity in a practical, economical and manageable using a 50% (v / v) ethanol solution. The cocoa pod husk already has an enormous biotechnological potential, with numerous biocomposites presented by GC-MS and HPLC. The solid-state fermentation process allows us to observe a change in the present composition of cocoa pod husk, generating new bioactive molecules with antioxidant potential, reaching 7.09 ± 0.05 ?M equivalence in Trolox in the DPPH assay and 5.170 ± 0.035 x 104 ?M in Trolox equivalence in the ORAC assay. The increase in the concentration of the phenolic compounds in during the fermentation is evidenced by the quantification of total phenols reaching a concentration of 114.40 mg in gallic acid equivalence in TPC assay.