PRODUÇÃO DA INVERTASE POR FERMENTAÇÃO EM ESTADO SÓLIDO (FES) EM MEIOS SUPLEMENTADOS POR FARELO DE TRIGO

UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE

PRÓ REITORIA DE PESQUISA E EXTENSÃO

PROGRAMA INSTITUCIONAL DE BOLSAS DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA

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RELATÓRIO FINAL

PRODUÇÃO DA INVERTASE POR FERMENTAÇÃO EM ESTADO SÓLIDO (FES) EM MEIOS SUPLEMENTADOS POR FARELO DE TRIGO

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AGOSTO DE 2016

SUMÉ – PB

1. INTRODUÇÃO

        O Brasil possui uma das mais importantes economias do mundo baseadas na agricultura, tendo como carro chefe a produção de café, açúcar de cana, soja, mandioca, frutas, entre outros. No entanto, a sintetização destes produtos agrícolas geram uma grande quantidade de resíduos (SOCCOL & VANDENBERGHE, 2003). Segundo Uenojo e Pastore (2007), a aplicação destes resíduos destaca-se na sua utilização como principal fonte de carbono para a obtenção produtos com valor agregado, entre eles: enzimas, álcoois, proteínas, ácidos orgânicos, aminoácidos, metabólicos secundários biologicamente ativos e compostos de aroma.

         O trigo tem como principal subproduto a farinha de trigo que é muito utilizada na produção de pães, bolos e etc. É um dos cereais de maiores produção no mundo (CONAB, 2011). Como os constituintes não estão distribuídos uniformemente, cada parte do grão pode conter diversos nutrientes, tais como: fósforo, proteínas, lipídios, vitaminas e enzimas (GERMANI et al., 1993).

        A fermentação em estado sólido apresenta diversas vantagens quando comparada a submersa. Para o tipo de micro-organismo empregado, é de extrema importância a semelhança do meio de cultivo e seu meio natural para que possam crescer e excretar maior quantidade de enzimas (PANDEY, 2003).

        A invertase, também pode ser conhecida como β-D frutofuranosidase. É uma hidrolase que pode ser descoberta em uma variedade de organismos procariotos e eucariotos (PIETRO & SAID, 2004). As invertases são enzimas com alto poder industrial (RUBIO, RUNCO & NAVARRO, 2002).

        O que limita a produção em massa da invertase tem sido basicamente o elevado custo na produção e o baixo rendimento obtido nos processos de extração e purificação da enzima (COUTINHO FILHO et al., 1999).Os fungos do gênero Aspegillus niger, é bastante empregado na produção da enzima invertase, como também das enzimas pectinolíticas (OLIVEIRA, 2013).

        Devido a estes fatores, este trabalho teve como principal intuito, a produção da enzima invertase por meio da fermentação em estado sólido impondo valor a resíduos agroindustriais como farelo de trigo, tendo como principal agente transformador o fungo filamentoso Aspergillus niger IOC 4003.

2. METODOLOGIA

2.1 Preparo do resíduo

        Como meio de cultivo no processo de fermentativo em estado sólido para a produção da enzima invertase, foi utilizado o farelo de trigo, como resíduo agroindustrial.

Figura 1 – Detalhamento do resíduo em placa de petri.

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                                                        Fonte: Autora

2.1.1. Caracterização do resíduo

         A caracterização do resíduo foi realizada quanto à densidade aparente, pH, umidade e sólidos solúveis conforme procedimentos a seguir.

2.1.2.  Densidade aparente

        A densidade aparente foi determinada segundo a técnica realizada por CORREIA, 2004. A densidade aparente pode ser expressa pela equação (1):

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2.1.3. pH

        Preparou-se uma suspensão com 10 mL de água destilada e 1 g do resíduo. Após a homogeneização a suspensão foi deixada em repouso por um período de 30 min. O pH foi mensurado por um pHmetro digital (Instituto Adolfo Lutz, 1985).

2.1.4. Umidade

        Verificou-se a umidade medindo 5 g do resíduo em cadinho de alumínio previamente seco e tarado. O cadinho permaneceu em estufa por 24h a 105 ºC (CORREIA, 2004). A umidade pode ser pela equação (2) abaixo:

                                  [pic 5]

2.1.5. Teor de sólidos solúveis (ºbrix)

        Para esta análise, mediu-se 9 mL de água destilada e 1 g do resíduo, deixou-se a suspensão em repouso por 30 minutos. Após repouso, a solução foi filtrada e a leitura do ºbrix foi medida em um refratômetro e multiplicada por dez, devido a sua diluição (Instituto Adolfo Lutz, 1985).

2.2.  Micro-organismo

        O micro-organismo empregado foi o Aspergillus niger IOC 4003, adquirido da coleção de culturas da Universidade Federal do Rio Grande do Norte. Os esporos foram conservados em tubos de ensaio e placas de petri devidamente esterilizados e lacrados utilizando o meio BDA.

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2.3. Obtenção da solução de esporos (Meio de cultura)

        Na solução do meio de cultivo para a realização do inoculo foi utilizado o meio de cultura contendo batata e dextrose. Retirou-se uma alíquota de 30 mL do meio de cultivo para os cálculos do consumo de substrato. Na Câmara de fluxo laminar foi preparado o inóculo que ficou em repouso por 24 h em temperatura ambiente.

Figura 2 – A: Meio de cultivo sem o inóculo. B: Meio de cultivo com o inóculo.[pic 6]

                                           Fonte: Autora

2.4.  Processo de Fermentação em estado sólido

        Foram utilizados sete Erlenmeyers de 250 mL contendo 3 g de cada substrato. Foi adicionado ao substrato 3 mL da suspensão de esporos a temperatura ambiente. A fermentação ocorreu por 168h ao total. A cada 24h um Erlenmeyer era coletado para a obtenção do extrato enzimático.

2.5.  Extração enzimática

        Para a aquisição do extrato enzimático, a cada 24 h um Erlenmeyer era recolhido. Em câmara de fluxo laminar, adicionou-se 100 mL de água destilada e 2 mL de tween 80 no Erlenmeyer. Em seguida foram homogeneizados com o auxílio de um bastão de vidro. A extração das células e enzimas foi realizado por filtração com papel de filtro qualitativo em um kitassato e uma bomba à vácuo (Fig. 3). De cada Erlenmeyer, separou-se 50 mL do caldo extraído para posterior análise da quantificação de proteína e atividade enzimática.