TÍTULO: PRODUÇÃO DE ENZIMAS A PARTIR DE RESÍDUOS DE LARANJA LIMA

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

RESUMO:A região de Santana do Mundaú-AL, é referência para o Nordeste na produção de laranja lima. Contudo, há altos índices de desperdício no processo de comercialização desta cultura. O uso de resíduos agroindustriais como substratos em bioprocessos é uma opção economicamente viável e ajuda a resolver problemas ambientais causados por seu acúmulo na natureza. Este trabalho avalia o uso de farinha do bagaço de laranja lima como substrato de fermentação semi-sólida para produção de enzimas hidrolíticas por Aspergillus niger. As atividades enzimáticas, pH e açúcares foram realizadas nos extratos coletados em intervalos de tempo pré-estabelecidos e os resultados mostraram significativa produção de poligalacturonase (22,52 U/g) e baixa atividade de pectinase, avicelase e carboximetilcelulase.

PALAVRAS CHAVES: fermentação; enzima; resíduo

INTRODUÇÃO:O aproveitamento de recursos naturais representa grande importância na atividade econômica de países em desenvolvimento, em especial nas atividades industrial e agrícola, com inúmeros estudos e investimentos em tecnologias limpas, economia de recursos, reciclagem e reaproveitamento de resíduos (UENOJO; PASTORE, 2007). Entre os processos desenvolvidos, destaca-se a transformação de compostos químicos em produtos com alto valor agregado, como álcool, enzimas, ácidos orgânicos, aminoácidos, etc. (COELHO et al., 2001, COUTO; SANROMÁN, 2006, ABUD; NARAIN, 2010). Em Alagoas, a região de Santana do Mundaú é referência para o Nordeste na produção de laranja lima. Porém, com a falta de investimentos na cultura, ocorrem altos índices de desperdício, principalmente durante a comercialização, por se tratar de uma matéria-prima facilmente suscetível à degradação, sendo descartadas grandes quantidades da fruta quando não apresentam qualidade para o consumo in natura (VILELA, 2011). O bagaço de laranja, também chamado de albedo, é fonte de proteínas, enzimas e óleos essenciais, passíveis de recuperação e aproveitamento. A fermentação semi- sólida (FSS) representa, atualmente, uma alternativa para reaproveitamento destes materiais, com o objetivo de produzir enzimas, apresentando, industrialmente, vantagens como menor geração de efluentes, diminuição do risco de contaminação do meio, menor exigência de água quando comparada à fermentação submersa e baixo investimento (CAMPOS et al., 2003; SANTOS, 2006). O presente trabalho avalia o bagaço de laranja lima como substrato na produção de enzimas pectinolíticas (pectinase e poligalacturonase) e celulolíticas (carboximetilcelulase e avicelase) pelo fungo Aspergillus niger através de fermentação semi-sólida.

MATERIAL E MÉTODOS:Os frutos foram cedidos pela COOPLAL – Cooperativa dos Produtores de Laranja Lima de Santana do Mundaú-AL. O microorganismo utilizado foi uma linhagem de Aspergillus niger, cedida pelo BIOSE da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) e mantida em meio ágar batata dextrose a 4°C. 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, 0,005 g/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). Para a determinação de açúcares redutores (AR) e redutores totais (ART), foi utilizado o método colorimétrico do ácido 3,5-dinitrosalicílico (DNS) (MILLER, 1959). As atividades de pectinase e de poligalacturonase foram medidas por DNS (Silva et al., 2002), tendo como padrão uma curva de ácido galacturônico. 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 metodologia descrita por Martin et al. (2004). A atividade da amostra foi realizada por DNS, tendo como padrão uma curva de glicose. Uma unidade de atividade foi definida como a quantidade de enzima que libera 1 μmol de glicose por minuto, nas condições de ensaio.

RESULTADOS E DISCUSSÃO:O acompanhamento cinético da fermentação é ilustrado na Figura 1. Observou-se queda significativa do pH nos primeiros instantes de cultivo, quando se obteve maiores atividades pectinolíticas. Após 95 h de fermentação, o pH voltou a se elevar, permitindo crescimento das enzimas lignolíticas, avicelase (AV) e carboximetil celulase (CMC), e de pectinase (P). Houve um consumo de 47,8% nos açúcares redutores totais. A maior atividade da poligalacturonase (PG) foi 22,5 U/g (3,36 U/mL) e de pectinase foi de 3,63 U/g (0,54 U/mL), ambas em 51 horas de fermentação. Souza et al. (2010) obtiveram produção máxima de 20,9 U/g de poligalacturonase em resíduo de maracujá. Santos et al. (2008) alcançaram, em pedúnculo de caju, 10,1 U/g de poligalacturonase, para uma umidade inicial de 40% e concentração de fonte de nitrogênio igual a 1%. Botella et al. (2007) observaram o efeito da umidade inicial e a suplementação com uma fonte de carbono na produção de pectinase e xilanase por Aspergillus awamori, em polpa de uva, conseguindo máxima produção de 40 U/mL, em 48 h de cultivo. A produção de avicelase e de carboximetilcelulase foi maior em 142h de fermentação, gerando 0,17 U/g (0,05 U/mL) e 0,07 U/g (0,02 U/mL), respectivamente. De acordo com Castro e Pereira Jr (2010), as celulases produzidas por fungos filamentosos apresentam valores ótimos de pH na faixa ácida (3,6-5,0). Durante esse cultivo, os valores de pH variaram de 2,2 a 3,2. Logo, a baixa atividade celulolítica detectada provavelmente ocorreu em função do baixo pH, comprovando a importância desse parâmetro físico-químico na atividade enzimática.

Figura 1. Cinética da fermentação semi-sólida para o resíduo.

(a)



(b)

CONCLUSÕES:A utilização da fermentação semi-sólida permitiu o aproveitamento de resíduos agroindustriais, agregando valor a um produto de descarte. Neste trabalho, a utilização da farinha do bagaço de laranja lima como substrato para produção de enzimas, gerou as maiores atividades de poligalacturonase e pectinase em 51 horas de fermentação, com os valores de 22,52 e 3,63 U/g, respectivamente. As enzimas lignolíticas, avicelase e carboximetilcelulase, apresentaram baixos valores de atividade, possivelmente em função do baixo pH no meio e de condições de recalcitrância.

AGRADECIMENTOS:

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA:ABUD, A. K. S.; NARAIN, N. Incorporação da farinha de resíduo do processamento de polpa de fruta em biscoitos: uma alternativa de combate ao desperdício. Brazilian Journal of Food Technology, v. 12, n.4. p. 257-265, 2010.
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