Otimização da produção de pigmento melanina por Aspergillus nidulans usando subprodutos agroindustriais como substrato para cultivo em frascos e biorreatores

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Campanhol, Beatriz Silva
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Otimização; Vinhaça; Melanina; Aspergillus nidulans; Biorreator; Optimization; Vinasse; Melanin; Bioreactor
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/250137

Com o grande interesse das indústrias pelo uso de pigmentos naturais em substituição aos corantes sintéticos, os fungos filamentosos destacam-se como uma fonte mais vantajosa por produzirem uma gama de pigmentos com altos rendimentos por meio de estratégias econômicas e sustentáveis. Em estudos anteriores foi demonstrado que a melanina extraída do mutante MEL1 de Aspergillus nidulans exibe atividades antioxidante e anti-inflamatória, não apresentando efeito citotóxico ou mutagênico, e também mostrou ser eficiente na remoção de metais em solução. Estes resultados sugerem que este pigmento pode ser considerado um material promissor para utilização nas áreas da medicina, farmacosmética e ambiental. Neste contexto, o presente estudo teve como principal objetivo otimizar a composição do meio usando melaço, vinhaça e água de maceração de milho para o cultivo em fermentação submersa do mutante MEL1, visando uma maior produção do pigmento melanina com menor custo. Também foi avaliada a produção de melanina nos reatores em escala de bancada, tanque agitado e coluna de bolhas. Com os resultados obtidos nos planejamentos experimentais, realizados em frascos, foi possível observar que a adição de 0,81 % (v/v) de vinhaça e 1,62 % (m/v) de glicose ao meio de cultura resultou na produção de 291,74 ± 4,59 mg de melanina não purificada por g de biomassa, o que equivale a um aumento de 88% (acréscimo de 136,59 mg de melanina não purificada por g de biomassa) comparado as condições antes da otimização. Na condição otimizada, a produção da melanina purificada foi de 225,39 ± 4,52 mg de melanina purificada por g de biomassa, equivalendo a um aumento de 125% (acréscimo de 125,07 mg de melanina purificada por g de biomassa) quando comparado as condições antes da otimização. Os resultados obtidos nos biorreatores mostraram que o cultivo em reator de coluna de bolhas resultou em maior produção de melanina não purificada (271,56 ± 9,37 mg g-1 de biomassa) quando comparado ao cultivo em tanque agitado (231,11 ± 21,09 mg g-1 de biomassa), chegando a uma produção total de 1,2 g L-1. Portanto, o cultivo do mutante MEL1 em biorreator de coluna de bolhas, utilizando o meio de cultura contendo glicose e vinhaça como substrato de baixo custo, torna o processo de produção da melanina pelo mutante MEL1 de A. nidulans economicamente viável para futuras aplicações biotecnológicas.