Desenvolvimento de bioprocesso para a produção de goma Xantana a partir de resíduos agroindustriais de café e de mandioca

Abstract

Resumo: Resíduos agroindustriais, como casca de café e bagaço de mandioca, são importantes fontes de carbono para processos fermentativos. O Brasil é o segundo maior produtor mundial de mandioca produzindo na safra 1999/2000 22,9 milhões de tonelada, e o maior produtor mundial de café produzindo em 1998 mais de 1,6 milhões de toneladas de grãos de café. O processamento da raiz de mandioca para obtenção da fécula ou amido gera como resíduo sólido, o bagaço de mandioca, que pode ser utilizado como ração animal ou descartado. A casca de café é o resíduo do beneficiamento das cerejas café para a obtenção dos grãos. Estes resíduos podem ser utilizados na forma sólida em processos de compostagem ou fermentação no estado sólido, ou na forma de seus hidrolisados, compostos basicamente dos açúcares solúveis presentes nos resíduos. Goma xantana é um exopolissacarídeo produzido pela bactéria Xanthomonas campestris, por fermentação da glicose, com diversas aplicações na indústria química, têxtil, de tintas, cerâmicas, além de vasta aplicação na indústria farmacêutica, de cosméticos e de alimentos, na fabricação de geléias, pudins, temperos, enlatados, congelados e bebidas. O trabalho desenvolveu um processo para a obtenção da goma xantana utilizando o hidrolisado de resíduos agroindustriais (Patente SOCCOL, C.R., et all 2000). Foram definidas as condições de hidrólise do amido presente no bagaço de mandioca, e das cascas de café, para a obtenção dos hidrolisados, temperatura de 120°C, tempo de hidrólise de 10 minutos e para o bagaço de mandioca, concentração de ácido clorídrico de 1%. A concentração de 20 g/L de glicose, obtida na hidrólise de bagaço de mandioca, foi a melhor para o processo e o nitrato de potássio, a melhor fonte de nitrogênio dentre os testados, extrato de levedura, peptona, nitrato de potássio, sulfato de amónio e uréia, com uma produção de goma xantana de 14,03 g/L, com um fator de conversão de substrato em produto de 76,42%. Análises de absorção na região do infravermelho das gomas produzidas com as fontes de nitrogênio testadas e a goma xantana comercial, mostraram a semelhança dos produtos, e análises reológicas mostraram que a goma xantana produzida com hidrolisado de bagaço de mandioca e nitrato de potássio é semelhante á goma xantana comercial.

Abstract: Cassava root is the third starch source of the world, with a production of 150 millions tons of roots. Brazil is the second world producer; cassava roots national production at 1999/2000 was estimated by IBGE(Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística) in 22,9 millions tons. This production is destínated to the industries of cassava meal, starch and deríveds, as far as the consumption "in natura". The activities along the cassava roots industrialization, origin a very important solid residue; this residues, cassava bagasse, rich in starch, not extracted during the processment, is used in part as animal feed, and in part is discharged at the environment, causing hard pollution problems (IPARDES, 1986). Xanthan gum is a polysaccharide exocellular produced industrially by the bacteria Xanthomonas campestris, fermenting glucose, with many applications at textiles industries, paints, and a very important applications in food industries to produce jams, sauces, drinks,flans, etc. (WHISTLER, 1973). This work presented, develops a process to the production of xanthan gum using the cassava bagasse hydrolysate (Patent SOCCOL, C.R., et all, 2000). The first part of the work was the optimization of the hydrolysis condition of the residual starch presented at the cassava bagasse to obtain the hydrolysate composed basically of glucose. Then it was done the optimization of the substrate composition to the fermentation. The best glucose concentration was 20 g/L and the best nitrogen source to the process among those tested, yeast extract peptone, potassium nitrate, ammonium sulfate and urea, was potassium nitrate. It was done reological analysis and of absorption at the infra-red region of the gums produced with the nitrogen sources tested and the results were similar to the data obtained of the analysis done with the commercial xanthan gum. So this work intended to add value to this Brazilian agro industrial residue, and contribute to decrease the environmental pollution with the reuse of a residue. Besides it is present an alternative to decrease the xanthan gum productions costs.