Bioconversão da farinha de mandioca crua [Manihot esculenta, Crantz] por fungos do gênero Rhizopus em fermentação no estado sólido

Abstract

Resumo: Dez cepas de Rhizopus foram testadas pela sua capacidade em utilizar o amido cru da farinha de mandioca por fermentação no estado sólido. R. formosa MUCL 28422 mostrou o maior crescimento nesse substrato. Após o "screening", a composição ótima do substrato, foi estudada, através de um plano experimental de superfície de resposta e resultou na composição de 80% de farinha de mandioca, 10 % de bagaço de mandioca e 10 % de farinha de soja. As condições ótimas de fermentação obtidas foram: temperatura 32°C , umidade 66 %, pH inicial de 6,5 e taxa de inoculação de 106 esporos/ g MS. Estas condições foram empregadas para o estudo da cinética da biotransformação da farinha de mandioca. Após 30 horas de fermentação ocorreu a esporulação. O pH decresceu para 4,8, provavelmente como resultado da produção de metabólitos ácidos. A umidade final aumentou no decorrer da fermentação em função da respiração do microrganismo. Após 30 horas de fermentação, a conversão máxima foi atingida com um aumento de 100% no conteúdo de proteínas. O escalonamento da fermentação foi investigado em diferentes biorreatores, como placas de Petri (40 g de capacidade), bandejas perfuradas (1 e 4 kg de capacidade) e colunas com baixa (80 g) e alta (4 kg) capacidade. Todos os sistemas de reatores testados, com exceção da coluna de alta capacidade, levaram à obtenção de farinhas biotransformadas com teor protéico superior a 10%, o que confirma a eficiência da FES para o melhoramento do conteúdo protéico da farinha de mandioca. A farinha de mandioca biotransformada foi caracterizada em termos fisico-químicos, reológicos e microbiológicos e sua adição à farinha de trigo para a panificação foi verificada em diferentes níveis. Análises reológicas mostraram que a adição pode ser tecnologicamente praticada até um nível de 20 % de farinha biotransformada. A adição de 20 % da farinha de mandioca biotransformada à farinha de trigo resultou em pães com características sensoriais satisfatórias e boa composição nutritiva

Abstract: Ten strains of Rhizopus were screened for their capacity to grow on raw cassava flour by solid State fermentation. R formosa MUCL 28422 showed the highest growth rate on this substrate. Afterward, the optimal substrate composition was estimated by surface response design experiments and was found as being 80 % cassava flour, 10 % cassava bagasse and 10 % soybean flour. The optimal fermentation conditions were temperature 32 °C, moisture 66 %, initial pH 6.5 and inoculum rate, 106 spores/g DM. These conditions were employed for studying the kinetic of the biotransformation of cassava flour. Sporulation appeared after 30 hours of fermentation. The final pH of the substrate decreased to 4.8, probably as a result of acid metabolite production. The final moisture increased with the fermentation time. After 30 hours of fermentation the maximal conversion was reached with a 100 % increase in protein content. Scale-up of the fermentation in different bioreactors was also investigated. Petri dishes (40 g capacity), perforated trays (1 and 4 kg capacity) and columns of low (80 g), medium (134 g) and high (4 kg) load capacity were employed. Ali reactor systems investigated, excepted column of high capacity type, lead to biotransformed flours with protein content superior to 10 %, which confirm the efficiency of SSF to enhance protein content of cassava flour. The biotransformed substrate was physical-chemical, rheological and microbiological characterized and its addition to a bread formulation was verified. After bread making by the direct method, the breads were subjected to sensorial analysis by a trained panei, using a structured hedonic scale of five points. The results were submitted to analysis of variance and comparison of averages (test of Tukey). The rheological analyses and the sensorial characteristics of the breads showed that its addition to wheat flour is feasible up to a levei of 20 %