Produção de compostos de aroma através da biotransformação do Limoneno por fermentação em estado sólido utilizando resíduo natural de laranja como substrato

Abstract

Resumo: Aromas e fragrâncias incorporadas em alimentos, perfumes e cosméticos possuem alto valor comercial, possibilitando um grande potencial econômico para obtenção de uma ampla variedade de biomoléculas de interesse nestas áreas. A produção industrial de aromas corresponde a 25% do mercado mundial de aditivos alimentares. Entre os métodos para produção de aromas, a biotransformação de terpenos representa uma alternativa muito atrativa. Esta é uma via biotecnológica que apresenta vários benefícios em relação aos métodos químicos, como aproveitamento de resíduos e geração de compostos naturais. Atualmente, a busca por fontes alternativas de aromas e fragrâncias fortalece a via biotecnológica. Terpenos como limoneno, ?-pineno e ?-pineno representam uma interessante fonte para biotransformação, pois são abundantes em resíduos agroindustriais e florestais e podem ser biotransformados em interessantes compostos de aroma. O objetivo deste estudo foi desenvolver um processo biotecnológico completo que envolvesse o isolamento e seleção de cepas com potencial para biotransformar substratos terpênicos, caracterização de resíduos e seleção para fermentação em estado sólido, screening dos produtos de biotransformação, fermentação em estado sólido e otimização do processo. Quatro resíduos distintos foram utilizados, dentre eles, o resíduo de laranja (casca e bagaço) se destacou quanto a sua concentração de limoneno (0,055g/g de substrato seco) e alta quantidade de açúcares redutores (10,13%) e totais (21,13%) e foi utilizada posteriormente para a fermentação no estado sólido (FES). Foram testados micro-organismos obtidos de coleções e isolados de uma fonte natural de terpenos. Vinte e uma cepas foram selecionadas por sua resistência a terpenos em Ágar Batata Dextrose contendo 1% de limoneno ou ?-pineno e ?-pineno (1:1). Posteriormente, dez cepas foram selecionadas por sua capacidade de utilizar estes terpenos como fonte de carbono em meio mineral contendo 1% de limoneno ou ?-pineno e ?-pineno (1:1). A capacidade de biotransformação em meio líquido foi testada para dez cepas e quatro delas produziram compostos de interesse na indústria de alimentos como carvona (245,10 ?L/L), limoneno-1,2-diol (73,80 ?L/L) e álcool perílico, sendo a mais produtiva das cepas o fungo isolado 3a. O cultivo desta cepa foi otimizada quanto aos tipos de preparo do inóculo, escolhendo-se um inóculo em forma de pellets fúngicos crescidos em extrato aquoso do resíduo da laranja. Como resultado da fermentação no estado sólido, utilizando resíduo de laranja, foram obtidos como produtos principais limoneno-1,2-diol (3320,46 ?g/g de substrato) e ?-terpineol (411,48 ?g/g), após a otimização do processo estudando as variáveis pH, taxa de inóculo e granulometria. Todos os experimentos ocorreram a 30°C e por um período de 7 dias. As fermentações submersas ocorreram sob agitação de 120 rpm. Estes resultados confirmam a capacidade da biotransformação do limoneno por fermentação no estado sólido, um processo inexistente na literatura até o momento no estado sólido, e escasso quando se aplicam resíduos.