ÁREA: Bioquímica e Biotecnologia

TÍTULO: AVALIAÇÃO DO RESÍDUO DE LARANJA LIMA E DA CASCA DE COCO VERDE NA PRODUÇÃO DE ENZIMAS

AUTORES: Araújo, M.L. (UFAL) ; Abud, A.K.S. (UFAL)

RESUMO: Se não adequadamente tratados, os resíduos orgânicos podem levar a problemas ambientais e de saúde. Isto faz com que se busque, cada vez mais, alternativas que diminuam os problemas agregando valor a estes resíduos. Em bioprocessos, uma opção economicamente viável é seu uso para a produção de enzimas. Este trabalho avalia o uso de farinha de casca de coco verde (suporte) e de bagaço de laranja lima como substrato de fermentação semi-sólida para produção de enzimas hidrolíticas a patir do fungo Aspergillus niger. Os resultados mostraram que a fermentação com mistura de bagaço de laranja e casca de coco obteve os melhores resultados na produção de enzimas pectinolíticas após 90 h de fermentação, porém não beneficiou a ação das enzimas celulolíticas, avicelase e carboximetilcelulase.

PALAVRAS CHAVES: fermentação semi-sólida; produção de enzimas; resíduos agroindustriais

INTRODUÇÃO: Os resíduos, além de criar potenciais problemas ambientais, representam perdas de matérias-primas e de energia. Diante disto, tem havido uma crescente preocupação com o meio ambiente, mobilizando vários segmentos do mercado. Entre as várias alternativas para a redução do impacto ambiental, destacam-se a transformação destes resíduos em ingredientes para a indústria de sucos e panificação, a partir da bioconversão por fermentação em estado sólido, e uso dos mesmos como bioadsorvente em processos de tratamento (PELIZER et al., 2007). O aumento na produção e consumo da água de coco colocou o Brasil na atual posição de líder mundial na produção de coco verde. A laranja também está entre as frutas mais produzidas e consumidas no mundo. Em Alagoas, a região de Santana do Mundaú é referência para o Nordeste na produção de laranja lima mas, em função da fácil suscetibilidade à degradação, são observados altos índices de desperdício da fruta durante a comercialização (VILELA, 2011). Com isto, tais culturas geram grandes quantidades de resíduos, que acarretam em um sério problema ambiental. A fermentação semi-sólida (FSS) destaca-se como uma alternativa de bioconversão destes materiais indesejáveis, especialmente em países com abundância de biomassa e resíduos agroindustriais, em produtos de valor comercial. Trata-se de um processo simples e de baixo custo, que ocupa pouco espaço operacional, gera maior concentração de produtos formados, permite fácil extração de produtos e pode ser feita com água, dispensando o uso de solventes (PANDEY, 2002). O presente trabalho avalia a fermentação semi-sólida dos resíduos da laranja lima, pelo fungo Aspergillus niger, na presença e na ausência de um suporte fibroso, a casca de coco verde, para a produção de enzimas.

MATERIAL E MÉTODOS: Os resíduos empregados foram o bagaço de laranja lima e a casca de coco verde. O coco foi obtido em quiosque da UFAL e a laranja foi cedida pela COOPLAL (Cooperativa dos Produtores de Laranja Lima de Santana do Mundaú). O microorganismo utilizado foi uma linhagem de Aspergillus niger, cedida pelo BIOSE da UFRJ. As fermentações foram conduzidas a 30°C em frascos erlenmeyer, cobertos com tampão de algodão. O volume de solução mineral [(NH4) 2SO4, 10 g/L; MnSO4, 0,005 g/L; MgSO4.7H2O, 1 g/L; FeSO4.7H2O, 0,005 g/L; KH2PO4, 3 g/L;ZnSO4, 0,005g/L e CaCl2, 0,5 g/L] adicionado a cada frasco foi previamente definido, de forma a se ter um conteúdo final de umidade em torno de 60%. Os frascos foram inoculados com uma suspensão de 2,9.107 esporos por grama de resíduo, preparada em Tween-80 0,1% (v/v). A determinação de açúcares redutores (AR) consistiu no método colorimétrico do ácido 3,5-dinitrosalicilico (DNS) (MILLER, 1959), assim como a de redutores totais (ART), após prévia hidrólise ácida. As atividades de pectinase e poligalacturonase foram realizadas segundo Silva et al., (2002). Após reação, as amostras foram determinadas por DNS, tendo como padrão uma curva de ácido galacturônico e uma unidade de atividade é a quantidade de enzima que libera 1 μmol de ácido galacturônico por minuto, nas condições de ensaio. As atividades de avicelase e carboximetilcelulase foram realizadas conforme Martin et al. (2004). Após reação, as amostras foram determinadas por DNS, tendo como padrão uma curva de glicose e uma unidade de atividade definida como a quantidade de enzima que libera 1 μmol de glicose por minuto, nas condições de ensaio.

RESULTADOS E DISCUSSÃO: Observa-se na Figura 1 (a) que a presença do suporte (casca de coco) não beneficiou a atividade das enzimas pectinase (Pec) e poligalacturonase (PG) nas primeiras 72 h de cultivo, provavelmente em função da ausência de seu substrato, a pectina. As maiores atividades de poligalacturonase (22,52 U/g) e de pectinase (3,63 U/g) no bagaço de laranja foram atingidas em 24 h de fermentação, enquanto que na presença do suporte (bagaço de laranja + casca de coco) as maiores expressões de poligalacturonase (38,68 U/g) e de pectinase (5,42 U/g) ocorreram em 142 h de fermentação. O maior incremento dos resultados ressaltou a importância de se utilizar um suporte de imobilização como a casca de coco, ainda mais quando se compara com resultados da literatura, a exemplo de Souza et al. (2010), que obtiveram produção máxima de 20,9 U/g de poligalacturonase em resíduo de maracujá. Na Figura 1 (b) é possível visualizar que a presença do suporte não foi satisfatória na expressão das enzimas celulíticas. Para o bagaço de laranja, a maior produção de avicelase foi 0,17 U/g e de carboximetilcelulase, 0,07 U/g, ambas em 142 h. Para a mistura de bagaço de laranja e casca de coco, observou-se a maior produção de carboximetilcelulase em 120 h (0,05 U/g) e a maior atividade de avicelase em 95 h (0,021 U/g). Os baixos níveis de produção de celulase nos substratos analisados podem ter ocorrido devido os resíduos não terem sofrido qualquer tipo de pré-tratamento para reduzir sua recalcitrância, como confirmado por Oliveira et al. (2009). A adição da casca de coco verde à fermentação com o bagaço de laranja lima melhorou o processo fermentativo, com o aumento do consumo de açúcares redutores totais (ART) de 47,8 para 67% (Figura 2).

Figura 1. Cinética de atividade das enzimas hidrolíticas.



Figura 2. Consumo de AR e ART.



CONCLUSÕES: O bagaço de laranja sem presença do suporte teve melhor expressão na síntese das enzimas avicelase e carboximetilcelulase. E, em presença do suporte , o bagaço de laranja gerou as maiores atividades de poligalacturonase e pectinase em 142 h de fermentação, com os valores de 38,68 e 5,42 U/g, respectivamente, ressaltando a importância de utilizar um suporte de imobilização como a casca de verde.

AGRADECIMENTOS: Os autores agradecem ao CNPq pelo auxílio financeiro e à CAPES pela bolsa concedida.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: CAMPOS, A. R. N.; DANTAS, J. P.; SILVA, F. L. H. Enriquecimento protéico do bagaço do pedúnculo de caju (Anarcadium occidentale) por fermentação semi-sólida. In: Anais do XIV Simpósio Nacional de Fermentações, Florianópolis, p. 1-6, 2003.
MARTIN, E.S. et. al. Perfil Enzimático produzido pelo fungo termofílico Thermoascus aurantiacus através de fermentação em estado sólido e fracionamento de uma poligalacturonase termoestável. Artigo apresentado no XV Simpósio Nacional de Bioprocessos (SINAFERM), 2 a 5 de agosto, Recife, Pernambuco, 2005.
MILLER, G. L. Use of dinitrosalicilic acid reagent for determination of reducing sugar. Analytical Chemistry, v. 31, n. 3, p. 426-428, 1959.
OLIVEIRA, S. L. R.; MACIEL, T. C.; PEREIRA, A. L. F.; RODRIGUES, R. Produção de celulase por Aspergillus heteromophus URM 269 utilizando a casca do coco verde (Cocos nucifera l.) como substrato. XI ENPPG, XI ENICIT, III SIMPIT, 2009.
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PELIZER, L. H.; PONTIERI, M. H.; MORAES, I. O. Utilização de resíduos agroindustriais em processos biotecnológicos como perspectiva de redução do impacto ambiental. Journal of Technology Management & Innovation, v. 2, p. 118-127, 2007.
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SOUZA, R. L. A.; OLIVEIRA, L. S. C.; SILVA, F. L. H.; AMORIM, B. C. Caracterização da poligalacturonase produzida por fermentação semi-sólida utilizando-se resíduo do maracujá como substrato. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v.14, n.9, p.987–992, 2010.
VILELA, S. Y. S. Agregação de valor a produtos da laranja lima. Artigo apresentado no I Simpósio Nordestino de Bioprocessos (I SINORBIO), Aracaju, 2011.