Potencial biotecnológico para a utilização dos hidrolisados hemicelulósicos dos cachos vazios da palma (Elaeis guineensis) na produção de ácidos orgânicos

Abstract

Resumo: Os cachos vazios dos frutos da palma (EFB) são uma biomassa vegetal, com elevada concentração de polissacarídeos. A celulose constitui a maior fração entre 30 a 40%, seguida da hemicelulose entre 20 a 25% e a lignina entre 20 a 35%. Por outro lado os microrganismos do gênero Rhizopus se caracterizam pela habilidade de assimilar hexoses e pentoses, além de ser resistentes a inibidores. Obtiveram-se açúcares a partir da fração compreendida entre 0,35-0,42 mm de diâmetro de partícula dos EFB quando foi exposta a um tratamento ácido usando 1,5% de H2SO4 em uma relação 1:10 (w/v) e a um tratamento térmico a 130°C por 15 minutos obtendo uma concentração de açúcares totais de 23,32 g.L-1 tendo a xilose 19,82 g.L-1. O hidrolisado neutralizado com NaOH (4M), filtrado e sem processo de detoxificacão, serviu de meio de cultivo, em um teste inicial, para avaliar o crescimento Rhizopus delemar 34612 e Rhizopus oryzae 28168 detectando a produção de ácido fumárico em torno de 1,5 g.L-1 usando peptona de soja. Posteriormente avaliou-se o comportamento de 17 cepas de Rhizopus através de fermentação submersa, onde Rhizopus circicans 1745, apresentaram maiores produções de ácido fumárico 2,25±1,51 g.L-1. Com o aumento da concentração de xilose no hidrolisado até 32,75 g.L-1, chegou-se a determinar que R. circicans 1475 e R. 3271 produzem 5,67±0,27 e 5,25±0,82 g.L-1 de ácido fumárico. R. circicans 1475 produziu 3,99±0,80 g.L-1 de ácido lático. A melhor forma da biomassa para a produção de ácido fumárico é o pellet. Em conclusão, os açúcares da fração hemicelulolítica dos cachos vazios da palma, podem ser utilizados por Rhizopus para a produção de ácido fumárico e ácido lático.

Abstract: The Empty fruit bunches (EFB) are plant biomass with a high concentration of polysaccharides. Cellulose constitutes the largest fraction between 30 to 40%. Therefore, it could be said that half of the weight of EFB is constituted by sugars. On the other hand, the microorganisms of the genus Rhizopus are characterized by the ability to assimilate hexoses and pentoses, besides being resistant to inhibitors. The 0,35-0,42 mm fraction of the EFB was exposed to acid tratment using 1,5% H2SO4 in a 1:10 (w/v) solid-liquid ratio at 130 °C for 15 minutes, obtaining a sugar concentration of 23,32 g.L-1 and xylose concentration of 19,82 g.L-1. The hydrolyzate neutralized with NaOH (4M), filtered and without detoxification process, served as culture médium in an initial test to evaluate the growth Rhizopus delemar 34612 and Rhizopus oryzae 28168, detecting the production of fumaric acida round 1,5 g.L-1 using soy peptone. Subsequently, the behavior of 17 strains of Rhizopus was evaluated through submerged fermentation, where Rhizopus circicans 1745 presented the highest yields for fumaric acid of 2,25 ± 1,51 g.L-1. As the concentration of xylose in the hydrolyzate increased to 32,75 g.L-1, it was determined that R. circicans 1475 and R. 3271 produced 5,67 ± 0,27 and 5,25 ± 0,82 g.L- 1 of fumaric acid, respectively. Also, R. circicans 1475 produced 3,99 ± 0,80 g.L-1 lactic acid. The best form of the celular biomass for the production of fumaric acid is as pellet. In conclusion, sugar from the hemicellulolytic fraction of the empty palm bunches can be used by Rhizopus for the production of fumaric acid and lactic acid.