Biotransformação de limoneno e pineno por microrganismos da Amazônia - Sevalho, Elison de Souza (2023)
Uma das formas promissoras para o aproveitamento de subprodutos agroindustriais é através do desenvolvimento de processos biotecnológicos, como a biotransformação de terpenos para produção de inúmeros metabólitos de interesse industrial, como, por exemplo, a produção de bioaromas. A utilização de subprodutos agroindustriais da indústria cítrica e papel/celulose possuem alto teor de substratos, como limoneno e pineno, respectivamente, e são de grande interesse para produção de aromas. Também é de grande interesse a utilização de microrganismos isolados de diferentes fontes, como biocatalisadores para a produção desses compostos. Nesse contexto, esta Tese de doutorado teve como objetivo principal prospectar novos microrganismos da Amazônia com potencial para a biotransformação de limoneno e pineno, assim como otimizar as condições de processo para a produção de compostos de aroma valorizados comercialmente nas indústrias alimentícias, farmacêuticas e de cosméticos. O Capítulo 1 apresenta um artigo de revisão atualizado sobre o potencial biotecnológico de diferentes microrganismos como potenciais biocatalisadores em processos de biotransformação do limoneno e pineno. No capítulo 2 inicia a primeira etapa do trabalho prático com a seleção de 31 espécies de fungos ascomicetos dos gêneros Penicillium, Trichoderma, Pestalotiopsis e 16 basidiomicetos (Agaricomycetes) pertencentes a coleção de trabalho do Laboratório de Bioensaios e Microrganismos da Amazônia da Central Analítica, Universidade Federal do Amazonas. O screenning resultou em 9 fungos endofíticos, 2 basidiomicetos e 1 fungo aquático considerados potenciais candidatos à biotransformação do limoneno, uma vez que acumularam eventualmente compostos interessantes após 120 h de reação. No entanto, apenas Pestalotiopsis mangiferae LabMicrA-505 foi o fungo endofítico mais promissor encontrado na triagem, devido à sua capacidade de utilizar todo o R-(+)-limoneno como única fonte de carbono e energia em meio mineral, obtendo como principais derivados o limoneno-1,2-diol (74.13±0.81%) e limoneno-1,2-epóxido (1.88±0.08%) acumulados após 72 h de reação. No capítulo 3 refere-se aos experimentos de triagem de 11 linhagens de actinomicetos do gênero Streptomyces isolados de solos rizosféricos de ingá (Inga edulis Mart.) Dessas linhagens estudadas, apenas Streptomyces sp. LabMicra B270 foi umas das promissoras, devido à sua capacidade de utilizar todo o α-pineno como única fonte de carbono e energia em meio mineral, obtendo como principais produtos o cis-verbenol (57,39±0,07%), verbenona (37,80±2,10%) e mirtenol (4,81±2,02%) acumulados após 72 h de reação. A seguir, o capítulo 4 aborda o delineamento composto central rotacional (DCCR) empregado para otimizar os principais parâmetros do processo de produção de limoneno-1,2-diol a partir do limoneno pelo fungo Pestalotiopsis mangiferae LabMicrA-505. A otimização das variáveis analisadas pelo DCCR revelou que as condições ótimas para a biotransformação foram de 2.0% de substrato, 24 °C, 120 rpm e pH 6, resultando em um acúmulo de 98.34±1.53% de limoneno-1,2-diol depois de 96 h de reação. Estas pesquisas determinam o potencial destes microrganismos a serem utilizados como novos biocatalisadores. Estes resultados abrem precedentes para desenvolver a produção de aromas naturais e demonstrar o potencial do uso destes microrganismos obtidos da Amazônia em processos de biotransformação.