Desenvolvimento de bioprocesso para produção de biolipídeos para a indústria de alimentos funcionais

Abstract

Resumo: Nos últimos anos, os ácidos graxos da família ômega 3 (por exemplo, o ácido docosahexaenócio DHA) tem emergido como um importante promotor da saúde humana, sendo essencial para o desenvolvimento funcional do cérebro e da retina, reduzindo o risco de doenças cardiovasculares e doença de Alzheimer. O mercado global no que diz respeito à produção de ácidos graxos ômega-3, particularmente DHA, teve uma grande expansão na última década, devido ao aumento do uso desta substância como alimento e como um importante componente da fórmula alimentar infantil complementar. As principais fontes de DHA são óleos de peixe. No entanto, a produção deste composto por meio de matéria-prima animal está causando redução ou mesmo a extinção de várias espécies de peixes e têm consumido recursos cada vez mais escassos. Além desse impacto ambiental, a produção de óleo de origem animal não sustentará a demanda, requerendo aumentar significativamente os níveis de predação. Por conseguinte, observa-se a importância da pesquisa de fontes alternativas para a produção de ômega-3. A investigação recente foi dirigida para uma fonte mais sustentável, como é o caso das fontes microbianas. O objetivo global deste projeto de pesquisa foi investigar e otimizar condições de fermentação para o processo de produção de ácido graxo ômega -3/DHA (ácido docosahexaenóico) por fermentação submersa utilizando microrganismo Schizochytrium limacinum sr 21. O microrganismo selecionado foi submetido a uma investigação das melhores condições de cultivo e aos melhores concentrações de nutrientes. Após a otimização do meio cultivo, definiu-se um meio barato e efetivo composto de 110 g/L de glicerol, 8,4 g/L de nitrato de sódio e 28 g/L de sal marinho, que produziu 28,54 g/L de biomassa e 14,30 g/L de lipídeos em 120 horas de fermentação. A produção do microrganismo foi escalonada para fermentador tipo STR em batelada e, atingiu níveis satisfatórios de produtividade com 6,72 g/L/dia de biomassa, 3,36 g/L/dia de lipídeos e 1,28 g/L/dia de DHA. Palavras-chave: Schizochytrium; fermentação submersa, ômega-3, ácido docasahexaenóico.

Abstract: In recent years omega-3 fatty acids such as docosahexaenoic acid (DHA) have emerged as an important promoters of human health, being essential for the functional development of the brain and retina, reducing the risk of cardiovascular disease and Alzheimer's disease. The global market for omega-3, particularly DHA, has had a large expansion in the last decade due to the increasing use of this substance as a food and as an important component of infant formula food supplements. The main sources of DHA are fish oils. However, production of this compound from animal raw material is causing the reduction or even extinction of several species of fish, making this resource increasingly scarce. Besides the environmental impact of this practice, the demand for fish oils is not sustainable, causing a rise in predation levels,. Therefore, it is essential to find alternative sources for the production of omega 3. Recent research has been directed to more sustainable sources, as is the case of microbial sources. The overall objective of this research project was to investigate and optimize fermentation conditions for the production of Omega -3 / DHA (docosahexaenoic acid) by submerged fermentation using the microorganism Schizochytrium limacinum sr. 21. The selected microorganism was subjected to an investigation of the best growing conditions and the best nutrient concentrations. After optimization of the culture medium, a cheap and effective formulation was defined, consisting of 110 g/L glycerol, 8.4 g/L sodium nitrate and 28 g/L sea salt, that produced 28.54 g/L of biomass and 14.30 g/L of lipids in 120 hours of fermentation. The production of the microorganism was scaled up to a STR batch fermentor , where satisfactory levels of productivity of 6.72 g/L/day biomass, 3.36 g/L/day lipids and 1.28 g/L/day of DHA were reached. Keywords: Schizochytrium; submerged fermentation, omega 3, docasahexaenoic acid.