Nanofibras funcionalizadas com paredes celulares microbianas aplicadas como adsorventes de micotoxinas em mosto e cerveja

Autor: Eliza Rodrigues Acosta (Currículo Lattes)

Resumo

Este estudo teve como objetivo avaliar o desempenho de paredes celulares de Saccharomyces cerevisiae livres e de nanofibras de zeína funcionalizadas com frações celulares de S. cerevisiae e Spirulina sp., de forma isolada ou combinada, como bioadsorventes para a redução simultânea das micotoxinas AFB1, OTA, DON e ZEA em mosto e cerveja. As frações celulares foram obtidas por lise mecânica em Ultra-Turrax (17.000 rpm, 5 min), resultando nas composições estruturais: -D-glucanas e -D-mananas em S. cerevisiae, e polissacarídeos sulfatados e proteínas funcionais em Spirulina. As concentrações de paredes celulares de S. cerevisiae (PCL) foram avaliadas por testes de dosagem (0,5; 1,0; 2,0 e 4,0 mg mL-1). As nanofibras de zeína (30 e 35 % m v-1) foram produzidas por electrospinning, variando potencial elétrico (15-35 kV), taxa de alimentação (300-500 µL·h¹) e diâmetro do capilar (0,45-0,55 mm), com distância agulha-coletor de 150 mm, temperatura de 20-23 °C e umidade de 50-58 %. As PCL e as paredes celulares de Spirulina (PCS) foram incorporadas às nanofibras nas frações de 1, 3 e 5 % (m v-1). Os ensaios de adsorção com PCL, PCS, nanofibras com PCL e PCS, livres e combinadas, foram realizados em 5 mL de mosto e cerveja contaminados artificialmente com AFB1 (2,0 ng·mL¹), OTA (2,0 ng·mL¹), DON (6,0 µg·mL¹) e ZEA (2,0 µg·mL¹), incubados por 24 h a 15 °C sob agitação de 150 rpm. As micotoxinas DON e AFB1 foram extraídas por QuEChERS e quantificadas por LC-DAD e LC-FL, enquanto OTA e ZEA foram extraídas por SILLME e quantificadas por LC-FL. A condição mais eficiente utilizando PCL foi selecionada para experimentos de avaliação dos efeitos da temperatura (12,5; 15; 25 °C) e agitação (0; 50; 100 rpm), utilizando delineamento composto central 2². A cinética de adsorção com PCL foi acompanhada durante 24 h, com os dados experimentais ajustados aos modelos de pseudo-primeira ordem, pseudo-segunda ordem e Elovich. Os resultados demonstraram que a eficiência de redução variou conforme matriz, tipo de bioadsorvente e condições operacionais. Os testes de dosagem indicaram que a maior capacidade de adsorção foi obtida com 2,0 mg mL-1 de PCL livre, resultando em reduções de 52 % (DON), 18 % (ZEA), 25 % (AFB1) e 22 % (OTA) na cerveja. A análise estatística indicou efeito significativo da temperatura (12,5-15 °C) e agitação (0-50 rpm) sobre a adsorção das micotoxinas, sendo o modelo de pseudo-primeira ordem o que apresentou melhor ajuste (R² > 0,95). As maiores reduções foram observadas com nanofibras de zeína 30 % funcionalizadas com 5 % de PCS+PCL, produzidas sob 20 kV, 500 µL·h¹ e capilar de 0,55 mm, com reduções de 79,1 % (AFB1), 68,7 % (OTA), 83,8 % (DON) e 56,4 % (ZEA) em cerveja. Embora os ensaios tenham sido realizados em ambas as matrizes, as maiores reduções foram observadas na cerveja. Conclui-se que as PCS e PCS, especialmente quando incorporadas em nanofibras de zeína, constituem bioadsorventes eficazes e economicamente viáveis para a descontaminação simultânea de micotoxinas em mosto e cerveja, sem comprometer suas características físico-químicas.