Incorporação de ferro pela levedura Saccharomyces Cerevisiae e sua influência na formação de biomassa e na capacidade fermentativa

Abstract

Resumo: O ferro consiste em um micronutriente essencial para o metabolismo dos organismos, entretanto, sua deficiência é observada principalmente em mulheres com idade fértil e em crianças. Sais de ferro suplementados à dieta possuem baixa biodisponibilidade e podem causar desconfortos gastrointestinais. Leveduras enriquecidas com ferro podem ser um veículo para a suplementação deste mineral à dieta, pois a ligação do ferro com macromoléculas presentes nas células da levedura torna este mineral biodisponível. O presente trabalho avaliou o emprego de sulfato ferroso, sulfato férrico, cloreto ferroso, cloreto férrico, nitrato férrico, citrato férrico e EDTA férrico para suplementar o cultivo em frascos da levedura de panificação Saccharomyces cerevisiae. A quantificação do ferro absorvido pela levedura foi avaliada por colorimetria. A concentração de biomassa obtida nos cultivos suplementados com 15 mg Fe l^-1 e 25 mg Fe l^-1 empregando sulfato ferroso, cloreto ferroso, citrato férrico, EDTA férrico e sem suplementação de ferro foram semelhantes. O meio com sulfato ferroso 100 mg Fe l^-1 permitiu maior acúmulo de ferro intracelular, em torno de 5,43 mg Fe g^-1 célula seca, após 20 horas de cultivo. Avaliando-se as características morfológicas microscópicas das células, foi observada a presença moderada ou intensa de pseudo-hifas nos cultivos suplementados com os sais cloreto férrico e cloreto ferroso nas concentrações de 15 mg Fe l^-1 e 25 mg Fe l^-1 e em todos os cultivos com concentrações de ferro igual ou acima de 50 mg Fe l^-1. Os valores de produtividade em biomassa e em produto mostraram que o melhor desempenho da levedura de panificação Saccharomyces cerevisiae tanto no que se refere ao crescimento celular quanto na incorporação de ferro ocorreu quando se empregou o meio YM 1% suplementado com 100 mg Fe l^-1 utilizando o sulfato ferroso. O cultivo da levedura de panificação Saccharomyces cerevisiae em reator empregando meio YM 1% suplementado com 100 mg Fe l^-1 utilizando o sulfato ferroso obteve biomassa com cerca de 8 mg Fe g^-1 de célula seca, que manteve sua capacidade fermentativa no que se refere ao deslocamento de água pela produção de gás carbônico ou pelo seu emprego em panificação. O pão produzido com a levedura obtida por cultivo em meio YM 1% suplementado com 100 mg Fe l^-1 obteve 6 vezes mais ferro que o pão produzido com a levedura cultivada em meio YM 1% sem suplementação de ferro.

Abstract: Iron is an essential micronutrient to organism metabolism, however, its deficiency is well documented especially in pregnant women and in children. Iron salts supplemented to the diet have low bioavailability and can cause gastrointestinal discomforts. Iron enriched yeasts can provide a supplementation of this micronutrient to the diet because this mineral has a better bioavailability when bounded to yeast cells macromolecules. This work studied the use of ferrous sulfate, ferric sulfate, ferrous chloride, ferric chloride, ferric nitrate, ferric citrate and ferric EDTA to supplement flasks cultures of baker’s yeast Saccharomyces cerevisiae. In order to quantify the absorbed iron by the yeast, colorimetric evaluation was applied. Biomass formation in cultivation supplemented with 15 mg Fe l^-1 or 25 mg Fe l^-1 employing ferrous sulfate, ferrous chloride, ferric citrate, ferric EDTA and without supplementation was similar. The media with ferrous sulfate 100 mg Fe l^-1 allowed the better intracellular iron accumulation, around 5,43 mg Fe g^-1 dry matter, after 20 hours of cultivation. When the microscopic morphological characteristics of the cells were evaluated, it was observed a moderate or intense pseudohyphae presence in cultivations supplemented with ferric chloride or ferrous chloride 15 mg Fe l^-1 or 25 mg Fe l^-1 and in all cultivations which iron concentration applied was equal or superior to 50 mg Fe l^-1. Biomass productivity and product productivity values showed that the best performance of baker’s yeast Saccharomyces cerevisiae for cellular growth as well as for iron uptake took place when Yeast Media (YM) 1% supplemented with 100 mg Fe l^-1 of ferrous sulfate was used. Baker’s yeast Saccharomyces cerevisiae was cultivated in reactor employing YM 1% supplemented with 100 mg Fe l^-1 using ferrous sulfate and the resultant biomass had around 8 mg Fe g^-1 dry matter. This biomass kept its fermentative power regarding both water displace measurement thought carbonic dioxide production as well as its bakery characteristics. The bread produced using the yeast obtained by cultivation in YM 1% supplemented with 100 mg Fe l^-1 presented 6 times more iron than the bread produced using the yeast obtained by cultivation in YM 1% without iron supplementation.