PRODUÇÃO DE LIPASES E DE BIOSSURFACTANTES POR FUNGO FILAMENTOSO DA ORDEM MUCORALES E APLICAÇÃO DO BIOPRODUTO NA DEGRADAÇÃO DE LIPÍDEOS DE EFLUENTES LÁCTEOS

1. Resumo

Os processos biotecnológicos, em seu sentido mais amplo, tornam possível a manipulação de micro-organismos, plantas e animais para obtenção de produtos de interesse econômico. Dentre os produtos microbianos de valor comercial, ressaltam-se: etanol, fármacos, alimentos, biossurfactantes e enzimas. Os surfactantes são substâncias com capacidade de formar micelas que reduzem a tensão superficial que atuam como dispersantes e/ou solubilizantes de compostos orgânicos em diversas aplicações tecnológicas. As lipases são enzimas que utilizam os lipídeos como substratos e são empregadas na produção de fármacos, cosméticos, detergentes, alimentos, aromas e fragrâncias, em tratamentos de couros, além da biodegradação de lipídeos e produção de biodiesel. Considerando a habilidade dos fungos filamentosos na produção de metabólitos de importância industrial, espécies serão cultivadas em resíduos industriais para produção de biossurfactante e lípases neste projeto.

Palavras-chave: Mucorales, lípases, biossurfactante, resíduos industriais.

 

2. Abstract

The biotechnological processes, in its broadest sense, make possible the manipulation of micro-organisms, plants and animals to produce products of economic interest. Ethanol, drug, food, biosurfactants and enzymes are examples of microbial products of commercial value,. Surfactants are substances capable of forming micelles that reduce the surface tension which act as dispersants and/or solubilizers for organic compounds in various technological applications. The lipases are enzymes that use lipids as substrates and are used in the production of pharmaceuticals, cosmetics, detergents, foods, flavors and fragrances, treatments of leather and fat and production of biodiesel. Considering the ability of filamentous fungi in the production of metabolites of industrial importance, species will be grown on industrial waste for biosurfactant production and lipases in this project.

key words: biosurfactant, lipases, filamentous fungus, industrial waste, submerged cultivation

 

3. Caracterização e Justificativa

A produção industrial de metabólitos por micro-organismos é favorecida pelo curto tempo de geração, diversidade e facilidade de manipulação genética. O reaproveitamento de resíduos por micro-organismos favorece a diminuição da poluição, além de viabilizar o desenvolvimento de tecnologia na produção de metabólitos de valor econômico (BROOKS, ASAMUDO, 2011).

Os biossurfactantes apresentam inúmeras vantagens sobre os surfactantes de origem química, tais como, baixa toxicidade, tolerância à temperatura, pH e força iônica, além de serem biodegradáveis na água e no solo. Nos últimos anos, o interesse por surfactantes de origem microbiana tem aumentado significativamente em decorrência de serem naturalmente biodegradáveis diminuindo assim o impacto ambiental. Uma grande variedade de micro-organismos produz biossurfactantes, sendo que o tipo, a quantidade e a qualidade do biossurfactante são influenciados pela natureza do substrato, concentração de íons como P, N, Mg, O e Fe no meio de cultura, além das condições de cultivo (DECESARO et al., 2013)..

Os resíduos industriais têm despertado grande interesse dos pesquisadores como alternativa para o fornecimento de substratos de baixo custo para a produção de substâncias de valor agregado, uma vez que a escolha do substrato possa representar uma redução de até 40% do custo total do processo biotecnológico. Resíduos de destilaria , soro de queijo, melaço e efluente de óleo de oliva entre outros, têm sido descritos como substratos para a produção de biossurfactantes (SCHENBERG, 2010; SILVA et al., 2009).

As enzimas são biocatalisadores com propriedades de grande interesse industrial, de alta atividade catalítica, especificidade e versatilidade, além de executar transformações de modo seletivo, rápido e em condições brandas de reação, o que as difere dos catalisadores químicos. Outra vantagem na utilização de enzimas é a facilidade em regular a atividade catalítica por modificação da natureza do meio de reação, o pH, pela adição de substâncias químicas, dentre outros fatores (DHILLON et al., 2012).

As enzimas de origem microbiana ocupam lugar de destaque no mercado devido à variabilidade de atividades catalíticas, à possibilidade de produção em grande escala e à disponibilidade de recursos para meio de cultivo dos micro-organismos. Bactérias, leveduras e fungos filamentosos são potenciais produtores de lipases. A capacidade de reproduzir-se vegetativamente por brotamento ou, mais raramente, por fissão celular, confere às leveduras a capacidade de multiplicar-se rapidamente em ambientes líquidos, que favorecem a dispersão das células. Os processos fermentativos das leveduras e dos fungos filamentosos são amplamente dominados, permitindo um scale up de produção para níveis comerciais (BAPTISTA et al., 2012).

As lipases são hidrolases de ação eficaz nas moléculas dos óleos e gorduras com longas cadeias carbônicas. Essas enzimas catalisam reações de hidrólise, esterificação, acidólise e alcoólise. As lipases são um dos grupos mais importantes de biocatalisadores em aplicações tecnológicas, atingindo cerca de 10% das enzimas utilizadas em biotransformações na demanda mundial. São aplicadas na composição de detergentes, indústria de alimentos, rações animais, sínteses de medicamentos e de biocombustíveis, além da degradação de resíduos graxos (BON et al., 2008). A aplicação de lipases tem aumentado gradualmente. Nos setores de alimentos, bebidas e produtos de limpeza, essas enzimas chegam a 80% dos biocatalisadores para fins industriais. Na indústria farmacêutica, a aplicação dessas enzimas atinge o maior percentual entre as enzimas comerciais.

Segundo SILVA et al., (2009), as bactérias: Bacillus sp., Pseudomonas sp., Burkholderia sp., os fungos filamentosos: Aspergillus sp., Rhizopus sp., Penicillium sp. e as leveduras: Candida sp., Yarrowia sp., Rhodotorula sp. são importantes produtores de lipases. Chennupati et al. determinaram lipases por Rhodotorula mucilaginosa em meios de cultivo contendo óleo de soja e óleo de coco como indutores, atingindo valores de 29.589 U/L e 5.468 U/L, respectivamente.

Empresas investem na substituição gradual de processos químicos pelos enzimáticos, resultando em produtos de maior valor agregado, pela qualidade e por serem produzidos por tecnologias limpas (VERMELHO et al., 2008).

O desenvolvimento