Produção de aromas frutais por Ceratocystis fimbriata cultivado em polpa cítrica, farelo de soja e melaço de cana por fermentação no estado sólido : determinação da atividade de pectinase (Poligalacturonase), esterases e lipase

Abstract

Resumo

Resumo: Os aromas produzidos por microorganismos geralmente são reconhecidos como naturais e têm um grande potencial econômico para obtenção de uma ampla variedade de biomoléculas de interesse em alimentos. A produção industrial de aromas corresponde a 25% do mercado mundial de aditivos alimentares. Vários são os componentes que contribuem para o aroma final, sendo que, o acetato de etila e acetato de isoamila são dois dos principais responsáveis pelo impacto do aroma de banana. O fungo Ceratocystis fimbriata tem potencial para síntese de ésteres, cresce rapidamente e produz uma variedade de compostos de aromas, dependendo das condições de cultura e dos substratos utilizados. O objetivo deste trabalho foi produzir compostos de aroma utilizando subprodutos da agroindústria como substrato da fermentação no estado sólido (FES). Oito componentes foram identificados no ?headspace? do cultivo: acetaldeído, acetato de etila, acetato de propila, acetato de isoamila, isobutirato de etila, 2-hexanona, 2-hexanol e etanol. Realizou-se a otimização do processo com o intuito de determinar as melhores condições para aumentar a produção de compostos de aroma por C. fimbriata em fermentação no estado sólido (FES). As melhores condições encontradas foram taxa de inóculo de 107esporos/g de substrato (gs), umidade de 75%, pH inicial de 6,0, temperatura de 30 °C e como substrato uma mistura de polpa cítrica, farelo de soja e melaço de cana. Os experimentos foram acompanhados durante 144 horas de FES e o "headspace" analisado a cada 24 horas de fermentação, por cromatografia gasosa (CG). A produção máxima de voláteis totais obtida foi de 99,75 ?mol eq.etanol/L.g de substrato. Após a otimização do processo, analisou-se a presença das enzimas envolvidas no processo. Algumas enzimas catalisam a produção de compostos de aroma através de precursores moleculares ou estão envolvidas em alguma reação importante no processo de produção de aromas. Nesta pesquisa foram determinadas as atividades das enzimas pectinase (poligalacturonase), esterases e lipase. A atividade máxima de poligalaturonase foi de 59,59 U/gs. Para as esterases que hidrolisam álcool etílico, obteve-se 92,9 U/gs e 7,33 U/gs para as que hidrolisam o álcool isoamílico. A atividade lipolítica máxima observada foi de 40,98 U/gs. Estes resultados sugerem que as enzimas presentes no meio podem estar envolvidas direta ou indiretamente no processo de produção de aromas.

Abstract: The flavours produced by microorganisms are generally recognized as natural and have a great economic potential for obtaining a wide variety of biomolecules of interest in food. Aromas production corresponds 25 % of the food additives world market. Aroma is a compound chemical mixture (alcohols, aldehydes, ketones, acids, esters, lactones). Several components make up the final aroma, ethyl acetate and isoamyl acetate are the two main responsible for the impact of the banana aroma. The fungus Ceratocystis fimbriata has potential for ester synthesis, grows quickly and produces a variety of aroma compounds, depending on culture conditions. The products with applications in pharmaceutical and food can be produced from agro-industrial residues. The citric pulp (CP) is a byproduct of citric juice industries which export around one million tons per year. This study aimed to identify the aroma compounds produced in citric pulp which eight components were identified (acetaldehyde, ethyl acetate, propyl acetate, isoamyl acetate, ethyl isobutyrate, 2-hexanol, 2-hexanone and ethanol). The optimization process was conducted in order to determine the best conditions to increase production of aroma compounds with C. fimbriata by SSF. The best initial fermentation conditions were: inoculum size 1x 107 spores/g dry matter; water content, 75% (w: w); pH 6.0 and temperature 30 °C. A mixture of citric pulp, soya bran and sugarcane molasses was used as substrate/support. The experiments were evaluated during 144 hours of FES and the headspace analyzed every 24 hours of fermentation by gas chromatography (GC). The maximum yield of total volatile production was 99.75 ?mol eq.ethanol /L.g dry base substrate. After the optimization process, the presence of enzymes involved in the process was analyzed. Some enzymes catalyze the production of aroma compounds through molecular precursors or are involved in some reaction in the process of production of flavorings. In this study were characterized the enzymes pectinase, esterases and lipase. The maximum activity of polygalacturase was 59.50 U/g of dry substrate, 92.9 U/g esterases which hydrolyzes ethyl alcohol and 7.33 U/g to isoamyl alcohol and 40.98 U/g. These results confirm that characterized enzymes can be involved directly or indirectly in aroma production.