Bioprocessos para produção de biomassa de levedura e enriquecimento nutricional de resíduos agroindustriais

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Shinya, Thaís Yumi [UNESP]
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Proteína unicelular; Leveduras probióticas; Enriquecimento proteico de resíduos; Biomassa microbiana; Single cell protein; Probiotic yeasts; Proteic enrichment of residues; Microbial biomass
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/151214

O aumento da população mundial levou à busca por novas fontes de proteína e maior produção animal. Nesse sentido, a biomassa microbiana produzida em larga escala demonstra ser uma saída viável para amenizar tais problemas, e, aliada ao uso de resíduos agroindustriais como substrato, representa uma solução para entraves ambientais, sociais e econômicos. O resíduo final tem seus valores nutricionais incrementados, sendo um interessante alimento para os animais. O objetivo desse estudo foi a seleção de leveduras com capacidade de crescer em bagaço de cana e de mandioca, pré-tratados ou não, para produção de biomassa microbiana e incremento do valor nutricional dos resíduos para uso como ração. A capacidade em crescer em anaerobiose, em ausência pontual de aminoácidos e vitaminas, assimilação de alguns carboidratos e avaliação da composição centesimal das espécies foram avaliados. A pré-seleção de nove leveduras isoladas do meio ambiente ocorreu em agitador orbital em aerobiose contendo bagaço de cana sem ou pré-tratado com CaO, H2SO4 e NaOH. Quatro linhagens foram selecionadas e cultivadas em fermentador com bagaço de cana e de mandioca hidrolisado com amilases ou não, em batelada simples ou alimentada. Uma linhagem de Saccharomyces cerevisiae M26 serviu como comparativo para os testes em fermentador. O pré-tratamento do bagaço de cana não foi benéfico para o crescimento celular. As maiores atividades celulolíticas foram atingidas para o meio contendo soro de leite, variando até 0,18 FPU/mL e 0,90 U/mL (CMCase). De acordo com as maiores concentrações celulares, quatro espécies foram selecionadas e identificadas como Sporobolomyces japonicus Sia 70a, Sporidiobolus pararoseus Sia 33.1, Wickerhamomyces onychis LABI2 e Rhodotorula mucilaginosa LABI1. Todas produziram xilanases em cultivo com bagaço de cana em fermentador (0,25 U/mL para S. pararoseus Sia 33.1, 0,31 U/mL da R. mucilaginosa LABI1, 0,34 U/mL da W. onychis LABI2 Sia 70a, 0,52 U/mL da S. japonicus Sia 70a), sendo as amilases produzidas por S. japonicus Sia 70a (0,2 U/mL), S. pararoseus Sia 33.1 (0,26 U/mL) e R. mucilaginosa LABI1 (0,33 U/mL) em cultivo com bagaço de mandioca. As maiores concentrações de biomassa foram atingidas com o uso do bagaço de mandioca como substrato. O bagaço de mandioca hidrolisado resultou na produção de 5,2 g/L de S. pararoseus Sia 33.1, 8,5 g/L de R. mucilaginosa LABI1e 10,9 g/L de W. onychis LABI2, sendo muito superior ao obtido por S. cerevisiae M26 no mesmo meio (3,1 g/L). S. japonicus Sia 70a alcançou 8,1 g/L utilizando a mandioca sem tratamento, valor duas vezes maior que S. cerevisiae M26 nas mesmas condições. Após os cultivos em fermentador, ambos resíduos tiveram seu conteúdo proteico incrementado em todos tratamentos, sendo o máximo atingido de 1,8% para 8,3% (S. pararoseus Sia 33.1 em mandioca hidrolisada). As quatro cepas demonstraram capacidade em crescer em anaerobiose, produzir seus próprios aminoácidos e grande versatilidade no uso dos carboidratos testados. A biomassa unicelular obtida possui altas concentrações de carbono, nitrogênio, fósforo, com concentração proteica de 20,2% para W. onychis LABI2, 25,1% para R. mucilaginosa LABI1, 35,6% para S. japonicus Sia 70a e 43,3% para S. pararoseus Sia 33.1. Além do crescimento favorável em resíduos agroindustriais e incremento do valor nutricional desses resíduos, as leveduras possuem características desejáveis aos micro-organismos probióticos com possibilidade de uso na alimentação animal.