Obtaining bioactive compounds produced by Pleurotus sp. in solid state fermentation of cocoa pod husks (Theobroma cacao)

Abstract

Resumo: A casca de cacau (Theobroma cacao L.) é o principal subproduto da indústria de chocolate, correspondendo a 80% do fruto do cacau em massa. A geração de toneladas de resíduos pela agroindústria do chocolate é um problema não somente ambiental, mas também econômico, já que esses possuem um valor agregado não explorado. Considerando sua composição e valor nutricional, a casca de cacau possui potencial para ser utilizada na indústria alimentícia, farmacêutica, cosmética e biotecnológica. Neste trabalho a casca de cacau foi utilizada como substrato para o cultivo de Pleurotus spp. A casca de cacau proveniente da Bahia e do Pará foi caracterizada físico-quimicamente, determinando-se sua atividade antioxidante, teor total de polifenóis, pectina, açúcares e ácidos orgânicos. Nas fermentações em estado sólido (FES) foram testadas 10 cepas de Pleurotus spp. provenientes de distintas instituições e países. A FES foi realizada com a casca do Pará durante 30 dias, a 28 +- 2 °C. Foi avaliado o efeito da degradação da casca, a atividade das enzimas pectinase e lacase produzidas durante o cultivo de Pleurotus spp. e a produção de metabólitos secundários. Foi também determinado o teor total de polifenóis, atividade antioxidante e açúcares redutores. A cepa que apresentou melhor desempenho foi a PL22E (Pleurotus sp.). Esta cepa foi submetida à FES e fermentação semisólida. Os extratos obtidos da casca fermentada foram testados em relação a sua atividade antifúngica com 3 espécies de Aspergillus (A. westerdijkiae, A. carbonarius e A. niger) e também antividade antagonistica contra Moniliophthora perniciosa. Foi observado que Pleurotus spp. possui potencial para ser utilizada no controle biológico na agricultura.

Abstract: The cocoa husk (Theobroma cacao L.) is the main by-product of the chocolate industry, accounting for 80% of the cocoa fruit. The generation of tons of waste by the chocolate industry is not only an environmental problem, but also economic, since it has an unexploited added value. Considering its composition and nutritional value, the cocoa husk has the potential to be used in the food, pharmaceutical, cosmetic and biotechnological industries. In this work the cocoa husk was used as substrate for the cultivation of Pleurotus sp. The cocoa husks from Bahia and Pará were characterized physicochemically, determining its antioxidant activity, total content of polyphenols, pectin, sugars and organic acids. In the solid-state fermentations (SSF) 10 strains of Pleurotus sp. from different institutions and countries were tested. SSF was performed with the Pará cocoa pod husk until 30 days, at 28 +- 2 °C. The degradation effect on the husks, the activity of the pectinase and laccase enzymes produced by Pleurotus sp. and the production of secondary metabolites were evaluated. It was also determined the total content of polyphenols, antioxidant activity and reducing sugars. The strain that showed the best performance was PL22E (Pleurotus sp.). This strain was submitted to SSF and semi solid-state fermentation. The extracts obtained from the fermented cocoa pod husk were tested for their antifungal activity with 3 species of Aspergillus (A. westerdijkiae, A. carbonarius and A. niger) and also antagonistic activity against Moniliophthora perniciosa. It was observed that Pleurotus sp. has potential to be used in biological control in agriculture.