Utilização de LED na produção simultânea de carotenoides e lipídios por Rhodotorula mucilaginosa em meio agroindustrial
Autor: Tábita Veiga Dias Rodrigues (Currículo Lattes)
Resumo
A levedura Rhodotorula mucilaginosa é uma fonte alternativa de carotenoides e lipídios que possuem ampla aplicação industrial. A utilização de Light Emitting Diode (LED) durante o cultivo para produção carotenogênica pode aumentar o estresse oxidativo incrementando a produção. Fator importante nos processos biotecnológicos é a recuperação dos compostos de interesse. Há diversos métodos de ruptura celular que podem ser empregados, porém, muitos utilizam-se de solventes orgânicos que não são permitidos para a indústria alimentícia. Neste contexto, o presente trabalho teve o objetivo de produzir carotenoides e lipídios simultaneamente por Rhodotorula mucilaginosa com o uso de diodos emissores de luz (LED), assim como o estudo das técnicas de ruptura celular que facilitem a recuperação dos biocompostos. Os cultivos foram conduzidos em frascos Erlenmeyer de 500 mL contendo 225 mL do meio de produção, adicionados de 10 % (v v-1) do pré inóculo, incubados a 25°C, 180 rpm por 168-240 h. Primeiramente foram realizados ensaios testando-se quatro meios de cultivo, dois em processo de batelada (M1 e M2) e dois em batelada alimentada (M3 e M4) para a produção simultânea de carotenoides e lipídios. Após a seleção dos meios agroindustriais: M2 (contendo (g L-1) 70 melaço de cana de açúcar e 3,4 água de maceração de milho) e M4 (contendo (g L-1) 30 melaço de cana de açúcar e 6,5 água de maceração de milho, com alimentação em 96 h) foram determinados os perfis de ácidos graxos ao longo do cultivo do oléo microbiano. Para o incremento da produção dos dois bioprodutos foram realizados cultivos com iluminação LED variando a cor (azul, verde, vermelho e branco), com intensidade de luz de 50 e 100 µmol m-2 s-1. Na recuperação simultânea dos bioprodutos foram estudados métodos de ruptura (micro-ondas, ultrassom e hidrólise ácida). Como resultados, em todos os meios a levedura foi capaz de produzir lipídios e carotenoides, com destaque para os meios de cultivo M2 em batelada e M4 em batelada alimentada, com máxima produção em 144 h de 1794,21 e 2195,99 µg L-1 de carotenoides totais e 43,2 % (168 h) e 31,3 % (240 h) de conteúdo lipídico, respectivamente. No perfil de ácidos graxos os principais encontrados foram o ácido oleico (60 a 78 %), seguido do ácido palmítico (14 a 24 %), para M2 e M4, não havendo modificações expressivas na produção ao longo do cultivo. O uso de intensidade luminosa de 50 µmol m-2 s-1 resultou em influência significativa na produção de carotenoides desde as primeiras 24 h para ambos os meios. A máxima produção de carotenoides no meio M2 foi obtida utilizando LED vermelho (3497,7 µg L-1 em 192 h) aumento de 95 % comparado ao controle. No meio M4 a máxima produção foi com LED verde (3103,38 µg L-1 em 216 h). A ruptura celular foi mais eficiente no tratamento com hidrólise ácida, incremento significativo de 20% na extração de lipídios. Nos demais métodos estudados houve baixa recuperação de lipídios de 9,9, 16,7 e 16,1 % para micro-ondas, ultrassom e ponteira ultrassônica, respectivamente. Pode-se concluir que a utilização de LED durante o cultivo se mostrou eficaz no aumento da produção de carotenoides. Dentre os métodos de ruptura celular estudados o tratamento com ácido se destacou dos demais. Portanto a levedura R. mucilaginosa possui potencial na produção de óleo enriquecido de carotenoides que pode ser usado para aumentar o valor agregado ao óleo.