Bioprospecção de leveduras silvestres produtoras de carotenoides
Autor: Deborah Murowaniecki Otero (Currículo Lattes)
Resumo
A bioprospecção microbiana é uma importante atividade da microbiologia industrial, possibilitando a descoberta de micro-organismos com alto potencial para a produção de bens de interesse da indústria química, alimentícia, farmacêutica e agrícola. O Brasil detêm cerca de 20% da biodiversidade mundial, e o Rio Grande do Sul possui oito áreas consideradas prioritárias, ecossistemas diferenciados totalizando 82.000 km2. Existe um grande interesse em encontrar espécies de micro-organismos ainda não catalogados que sejam produtores de insumos de interesse para indústria de alimentos em particular. O objetivo deste trabalho foi isolar e selecionar cepas de leveduras silvestres produtoras de carotenoides a partir da biodiversidade presente em amostras ambientais coletadas em dois ecossistemas distintos e com as leveduras mais promissoras realizar cultivos utilizando coprodutos agroindustriais. Foram coletadas amostras da biodiversidade contida em solos, flores, folhas e frutos presentes na área do Litoral Médio e na região do Escudo Sul-Rio-Grandense. As amostras foram incubadas em meio Extrato de Malte e Levedura (YM) a 30ºC por 48h, logo após inoculadas em ágar YM a 30ºC por 120h. Foram isoladas 683 colônias com características carotenogênicas, estas foram transferidas para ágar YM a 30ºC, e reisoladas pelo método de esgotamento por estrias, ao término foram consideradas 65 leveduras para a bioprodução. A bioprodução de carotenoides foi realizada através de cultivos submersos em frascos agitados, com meio de produção YM a pH inicial de 6,0, a 25ºC, 150 rpm por 168h, acompanhando pH, biomassa e carotenoides totais. Foram identificadas três leveduras como sendo as mais promissoras, sendo uma amarela, uma laranja e uma vermelha. As leveduras selecionadas foram identificadas como Sporobolomyces pararoseus, Pichia fermentans e Rhodotorula mucilaginosa. A levedura Sporobolomyces pararoseus apresentou valores máximos de carotenoides específicos de 123,64 µg/g e volumétricos de 905 µg/L, um pH final de 8,38, produção de biomassa de 7,32 g/L, após 168 h de cultivo. Os valores máximos para a levedura Pichia fermentans foram alcançados em 168 h de cultivo, atingindo 54,07 µg/g e 640 µg/L, a biomassa máxima (11,84 g/L) foi atingida ao término do cultivo assim como o pH de 8,15. O comportamento da Rhodotorula mucilaginosa frente a produção do pigmento foi mais baixa, com valores máximos de 28,06 µg/g e 310 µg/L em um pH de 8,02 em 11,18 g/L de biomassa. As cepas mais promissoras foram selecionadas e avaliadas em diferentes coprodutos industriais como o glicerol, melaço, água de parboilização de arroz, como fontes de carbono e nitrogênio no meio de cultivo, visando uma minimização dos custos e valoração destes coprodutos na bioprodução de carotenoides. Os resultados da bioprodução de carotenoides específicos no meio YM para a levedura Sporobolomyces pararoseus e Pichia fermentans foi de 123,64 µg/g e 54,07 µg/g respectivamente. Porém a levedura Rhodotorula mucilaginosa teve sua máxima produção de 30,16 µg/g dos carotenoides no meio contendo melaço e água de parboilização de arroz.Dentre as leveduras a Sporobolomyces pararoseus apresentou os maiores valores de Y P/X para os diferentes meios testados, obtendo 19,56 para o YM, 7,89 para o meio contendo glicerol e água de parboilização de arroz e 10,94 para o meio contendo melaço e água de parboilização de arroz. O meio YM permitiu a obtenção das maiores produtividades do produto de interesse tanto para Sporobolomyces pararoseus quanto para Pichia fermentans porém, o mesmo não ocorreu para Rhodotorula mucilaginosa que alcançou valores mais elevados em meio contendo água de parboilização e melaço.