Recuperação de óleo microbiano utilizando métodos físicos escalonáveis para ruptura celular de Rhodotorula mucilaginosa
Autor: Thyago Thome do Amaral Santiago (Currículo Lattes)
Resumo
As leveduras do gênero Rhodotorula destacam-se na produção de óleo microbiano enriquecido com carotenoides. Essas leveduras oleaginosas podem apresentar elevada velocidade de crescimento, com a síntese simultânea de lipídios e carotenoides, podendo esses bioprodutos serem utilizados como aditivos na indústria de alimentos. No entanto, para extrair os biocompostos de interesse é necessária uma etapa de ruptura da parede celular. Existem diversos métodos de ruptura e/ou extração celular que podem ser utilizados para a obtenção de lipídios e carotenoides, porém muitos destes não são escalonáveis e utilizam solventes orgânicos com alto grau de toxicidade. Diante disso, o presente trabalho teve como objetivo aplicar métodos de ruptura celular e extração eficientes, utilizando técnicas escalonáveis, para obter óleo microbiano enriquecido com carotenoides produzidos por Rhodotorula mucilaginosa CCT 7668. Os cultivos foram conduzidos em meio de produção previamente otimizado com 70 g.L-1 de melaço de cana de açúcar e 3,4 g.L-1 de água de maceração de milho, adicionados de 10 % (v/v) do inóculo, incubados a 25 °C, 180 rpm por 144 h. A biomassa foi recuperada por centrifugação (1745 xg por 10 min) e lavada com água destilada obtendo-se assim a biomassa úmida. O método de Bligh Dyer modificado foi utilizado para determinar os lipídios. A fim de avaliar a eficiência de pré-tratamentos, como secagem e congelamento na recuperação de lipídios e carotenoides, utilizando a técnica de ruptura com homogeneizador a alta velocidade, foram realizadas as avaliações das biomassas úmida, seca e seca e congelada. O uso da biomassa seca e congelada foi selecionada e resultou em 7,0±0,19 % de conteúdo lipídico, 0,5±0,01 g.L-1 de lipídios totais e concentração específica de carotenoides totais de 33,3±0,5 µg.g-1 (258, 0±8,5 µg.L-1). A ferramenta de planejamento experimental foi aplicada em estudos para avaliar a ruptura da parede celular da levedura através da técnica com homogeneizador a alta velocidade, sendo avaliados os parâmetros razão biomassa:solvente (0,3:100 a 1,2:100), tempo de operação (0,6 a 7,4 min) e velocidade de rotação (9280 a 22720 rpm), alcançando de 9,56 a 35,24% e 0,80 a 2,96 g.L-1 de conteúdo lipídico e lipídio total em condições distintas, respectivamente. As variáveis independentes biomassa (0,5 a 0,7 g), tempo de operação (20 a 40 min) e potência (8 a 14 W) foram avaliadas através de um delineamento experimental para verificar o rompimento celular utilizando outra técnica, com plasma frio usando o ar sintético como gás de trabalho, alcançando, respectivamente, 20,65 a 34,87% e 1,81 a 3,06 g.L-1 de conteúdo lipídico e lipídio total em diferentes condições. Portanto, foi possível definir condições para dois métodos de ruptura celular eficientes, utilizando técnicas passíveis de escalonamento industrial para obter óleo microbiano, semelhante a ruptura química (DMSO) com o método controle.