Óleo microbiano de Rhodotorula mucilaginosa : otimização de uma técnica verde de extração, caracterização parcial do óleo, biomassa integral e residual
Autor: Thallita Cordeiro de Jesus (Currículo Lattes)
Resumo
A levedura Rhodotorula mucilaginosa é biotecnologicamente valiosa para a produção simultânea de carotenoides e lipídios, com ampla aplicação na indústria. Seu rápido crescimento e capacidade de metabolizar substratos de baixo custo contribuem para a viabilidade de cultivos microbianos. No entanto, a produção de biomoléculas ocorre intracelularmente e a seleção do método de ruptura celular físico, químico e/ou enzimático é determinante para a aplicação dos bioprodutos, em função da toxicidade de alguns solventes e materiais empregados e não permitidos na indústria alimentícia e farmacêutica. Assim, o objetivo deste trabalho foi caracterizar o óleo microbiano rico em carotenoides a partir do cultivo de Rhodotorula mucilaginosa CCT 7688 em meio agroindustrial, avaliando técnicas de extração verde voltadas para o aproveitamento do óleo, biomassa integral e residual. Para isso, R. mucilaginosa CCT 7688 foi cultivada em frascos agitados contendo 70gL-1 de melaço de cana-de-açúcar e 3,4 gL-1 de água de maceração de milho, incubada por 144 h a 25°C e 180 rpm. A biomassa obtida foi submetida à extração lipídica pelo método de Bligh & Dyer e também por solventes verdes, avaliando diferentes métodos de ruptura celular. A concentração máxima de biomassa foi de 12,18±1,33gL-1, e a concentração de carotenoides alcançou 847,6µgL-1 (72,90±7,44µgg-1) em 144 h de cultivo. A técnica de ruptura com esferas de aço resultou em teores lipídicos de 2,5 a 9,4%, enquanto a aplicação de moinho de facas promoveu incremento de aproximadamente 23% na recuperação de lipídios. A concentração de HCl utilizada na ruptura química não demonstrou diferença significativa (p>0,05) na recuperação lipídica. Para otimização do processo utilizando extrações com solventes verdes (acetato de etila, etanol e ácido acético), foi aplicado um delineamento Plackett-Burman com 12 ensaios, seguido por um Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR) com 27 ensaios. A condição otimizada e validada com 0,1 g de biomassa, 5 mL do volume da mistura (ácido acético, etanol, acetato de etila (2/20/30 v v v-1), 0,5 mL de água destilada, 2 mL de acetato de etila, 3 min de vórtex, centrifução a 3000 rpm por 3 min e 1 re-extração resultou em uma recuperação lipídica de 26,0±1,7%, resultados comparáveis à condição controle (metanol:clorofórmio). O óleo microbiano obtido apresentou um perfil de ácidos graxos predominantemente composto por ácidos graxos monoinsaturados (MUFAs) (~53%) e poli-insaturados (PUFAs) (~23%). A biomassa integral apresentou teor proteico de 16,0±1,0%, enquanto a residual foi de 10,34±0,19%. A fração de proteínas solúveis na biomassa integral indicou predominância de albuminas (35,2±1,5mgg-1), seguidas por gluteninas (21,58±0,21mgg-1) e globulinas (16,1±0,4mgg-1), sugerindo potencial para aplicação em bebidas proteicas e suplementos nutricionais. A caracterização da biomassa incluiu análise termogravimétrica (TGA) e microscopia eletrônica de varredura (MEV), nas quais se observaram alterações morfológicas na biomassa após o uso do moinho de facas. Os resultados demonstraram que a ruptura celular (moinho de facas) combinada a extração com solventes verdes representou uma alternativa ao método de Bligh & Dyer (metanol e clorofórmio), possibilitando de forma segura o aproveitamento integral e residual da biomassa, além de reduzir o impacto ambiental e permitir aplicações em indústrias alimentícias e farmacêuticas.