Derivados da agroindústria de cana-de-açúcar para cultivo de fungo oleaginoso: produção e modificação de lipídios

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Bento, Heitor Buzetti Simões
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Ácidos graxos; Biodiesel; Biorefinery; Biorrefinaria; Fatty acids; Mucor circinelloides
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/97/97132/tde-25082021-125627/

A utilização de microrganismos como método de valorização de subprodutos e derivados agroindustriais na geração de energia e outros produtos de valor agregado tem sido apontado como uma importante ferramenta na transição para uma bioeconomia circular. Os lipídios microbianos são de grande interesse para aplicação nas indústrias de energia, de alimentos e farmacêutica, devido a seu potencial de ser convertido a biodiesel e de produzir elevados teores de ácidos graxos poli-insaturados (PUFA). Desta forma, o trabalho teve como objetivo investigar o acúmulo de lipídios pela linhagem de Mucor circinelloides URM 4182 explorando sua aplicação para a produção de biodiesel e concentrados de PUFAs, partindo da seleção de meios de cultivo alternativos compostos por derivados agroindustriais. Os resultados confirmaram a capacidade da espécie estudada em assimilar diferentes fontes de carbono (glicose, frutose, xilose, sacarose, amido e glicerol), com elevado crescimento celular (entre 2,0 e 7,8 g L-1) e acúmulo lipídico (até 43% da biomassa seca). Meios baseados em sacarose foram selecionados por fornecer lipídios com composição em ácidos graxos balanceada para a produção de biodiesel (principalmente C16:0 e C18:1). Cultivos baseados em açúcar bruto, caldo de cana-de-açúcar, melado e melaço de cana-de-açúcar, confirmaram a capacidade do fungo em gerar elevadas quantidade de lipídios (3,25-4,67 g L-1) sem a necessidade de adição de enzimas externas para converter sacarose. As reações de transesterificação enzimática destes lipídios atingiram elevados teores de ésteres etílicos (95,3-97,1%), indicando seu potencial de aplicação como biodiesel. Os lipídios obtidos pelo cultivo em meio contendo melaço de cana-deaçúcar apresentaram elevados teores de PUFAs e foram submetidos a hidrólise enzimática para gerar soluções concentradas de potencial nutracêutico, as reações atingiram 99,1% de grau de hidrólise com 20% de lipase de Candida rugosa como catalisador. Reações de transesterificação direta da biomassa oleaginosa aplicando 20% de H3PMo/Al2O3 produziu 96,7% de teor de ésteres e o produto atendeu à normas de especificações internacionais, indicando elevado potencial de aplicação na produção de biodiesel diminuindo custos de processo ao condensar as etapas de extração e reação. Os resultados permitiram concluir que o fungo filamentoso M. circinelloides URM 4182 é um microrganismo robusto capaz de assimilar diversos substratos derivados da agroindústria gerando produtos de interesse industrial, contribuindo para a transição à uma economia sustentável.