Produção de xilo-oligossacarídeos utilizando bagaço de malte cervejeiro como fonte alternativa de xilana
Autor: Luiza Soares Ribeiro (Currículo Lattes)
Resumo
O bagaço de malte, principal resíduo da indústria cervejeira, é rico em celulose, hemicelulose e lignina, destacando-se como matéria-prima para a produção de xilo-oligossacarídeos (XOS), compostos com propriedades prebióticas e antioxidantes. Assim, o presente trabalho teve como objetivo produzir XOS a partir da hidrólise enzimática de xilana extraída do bagaço de malte cervejeiro. Os bagaços de malte, tipo Pilsen e Indian Pale Ale (IPA), foram moídos e caracterizados quanto ao teor de umidade, cinzas, proteínas, lipídios, carboidratos e lignina, e grupamentos químicos por Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR). As xilanas foram extraídas por tratamento alcalino, seguida de precipitação com etanol, sendo caracterizadas quanto à composição lignocelulósica e grupamentos químicos. As hidrólises enzimáticas das xilanas foram realizadas com os complexos xilanolíticos comerciais Shearzyme e Hemicellulase Amano, sob condições fixas (6,0 % m/v de xilana, 3000 U/g de endo--1,4-xilanase, pH 5,3, 50°C) durante 24 h. A quantificação dos XOS produzidos foi realizada por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC). Os teores de umidade, cinzas e lipídios foram semelhantes entre os bagaços tipo Pilsen e IPA. No entanto, os bagaços apresentaram diferenças significativas no conteúdo proteico (IPA: 26,0 g/100 g; Pilsen: 23,4 g/100 g) e de carboidratos (Pilsen: 63,7 g/100 g; IPA: 59,9 g/100 g). O rendimento do processo de extração de xilana foi maior para o bagaço Tipo IPA (29,6 %) quando comparado ao Pilsen (23,6%). A composição lignocelulósica revelou que a xilana extraída do bagaço Pilsen apresentou diferença significativa com maior conteúdo de hemicelulose (38,2%) e celulose (51,4%) em relação a xilana extraída do bagaço IPA (hemicelulose: 31,7%; celulose: 35,5%). O tratamento alcalino resultou em deslignificação de 70,9% para o bagaço de malte tipo Pilsen e 73,6% para o tipo IPA. Os espectros de FTIR confirmaram a redução da lignina e alterações nas estruturas de hemicelulose e celulose, evidenciando a eficiência do tratamento alcalino. A xilana do malte tipo Pilsen hidrolisada com Shearzyme apresentou maior produção de XOS (2,28 mg/mL) de baixo grau de polimerização (XOSb: xilobiose + xilotriose), enquanto a hidrólise da xilana do bagaço tipo IPA, com a mesma enzima, resultou na produção de 2,08 mg/mL. Por outro lado, as hidrólises utilizando a Hemicellulase Amano resultaram em menores concentrações de XOSb para ambas as xilanas (Pilsen: 1,13 mg/mL; IPA: 0,75 mg/mL). Comparando as enzimas entre as diferentes xilanas, a Shearzyme foi mais eficiente na hidrólise da xilana do bagaço IPA, resultando em maior produção (22,78 mg/mL) de XOS de alto grau de polimerização (XOSa: xilotetraose + xilopentose). A produção de XOS total (XOSt: xilobiose + xilotriose + xilotetraose + xilopentose) foi maior para a xilana oriunda do bagaço tipo IPA hidrolisada com a enzima Shearzyme (24,85 mg/mL), seguida pela xilana oriunda do bagaço tipo Pilsen hidrolisada com a mesma enzima (3,40 mg/mL). Os resultados demonstram que o bagaço de malte é uma fonte viável de xilana para a produção de XOS, evidenciando seu potencial como matéria-prima sustentável para a obtenção de compostos de valor agregado, contribuindo para a valorização de resíduos agroindustriais.