Degradação de cafeína por lacase de Trametes villosa

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Torres, Bruno Henrique Czelusniak
• Orientador(a): Haminiuk, Charles Windson Isidoro
• Banca de defesa: Haminiuk, Charles Windson Isidoro , Helm, Cristiane Vieira , Martins, Lucia Regina Rocha , Soares, Marlene
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Curitiba
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Enzimas - Biodegradação; Compostos bioativos; Cafeína; Café - Indústria; Fungos; Enzymes - Biodegradation; Bioactive compounds; Caffeine; Coffee industry; Fungi
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/27817

O Brasil é o maior exportador de café no mercado mundial e ocupa a segunda posição entre os países consumidores da bebida, o que corresponde a um terço da produção mundial de café, o que o coloca como maior produtor mundial há mais de 150 anos. A cafeína, principal metilxantina encontrada no café, é responsável por efeitos estimulantes do sistema nervoso central, e também por efeitos adversos como refluxo, aumento da pressão arterial, osteoporose, dores musculares, dentre outros. Devido aos efeitos negativos, há um aumento do consumo de café descafeinado, estabelecendo o desenvolvimento de diversos métodos para remoção deste composto. O método convencional utilizado pela maioria das indústrias envolve o uso de solventes, como diclorometano que afeta as características sensoriais do produto, além de ser danoso ao meio ambiente. O uso de enzimas no processo de descafeinização apresenta uma alternativa viável por ser um processo natural, no qual se emprega enzimas de alta atividade, estabilidade e com possibilidade recuperação. Neste contexto, a lacase, enzima amplamente encontrada na natureza, produzida via fungos, bactérias e plantas, catalisa a oxidação ou a redução de diversos compostos, como a cafeína. Neste trabalho foi avaliado a extração da cafeína nos grãos verdes de café utilizando água como solvente extrator. Com base no modelo estatístico BoxBehken avaliou o processo com três variáveis, utilizando a razão soluto/solvente, tempo, temperatura e como resposta a concentração de cafeína em mg/g. Através ponto ótimo obtido nos extratos para cafeína (37,07± 1,94 mg/g) foram realizadas análises de compostos fenólicos totais (36,72 ± 3,84 mg EAG/g) e flavonoides totais (9,36 ± 0,8 mg ECAT /g) antes da extração da cafeína. Após a otimização, a degradação enzimática da cafeína foi estudada no qual foi desenvolvido um planejamento fatorial com duas variáveis independentes: concentração de mediador (Ácido 4-hidroxibenzoico) e pH. A lacase produzida pelo fungo Trametes villosa e a lacase comercial obtiveram rendimentos de degradação de 100 % sob condições semelhantes. A lacase bruta apresentou vantagens econômicas devido ao alto custo da lacase comercial, porém, o processo de degradação mais lento foi observado. Através da cinética de degradação foi possível observar que a lacase comercial em pH 7,0 e concentração de 2 mM de HBA tem capacidade de degradar a cafeína em 30 minutos de reação.