Potencial de produção de ácido cítrico por linhagens de Aspergillus welwitschiae a partir de resíduos agroindustriais
Data
2021-08-02
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Universidade Estadual de Londrina
Resumo
Resumo: A quantidade de resíduos agroindustriais reflete em um grande impacto ambiental e esse fato requer a elaboração de estratégias de reaproveitamento. Resíduos podem ser utilizados como matéria prima para obtenção de novos produtos, entre eles, o ácido cítrico (AC), que possui um amplo espectro de aplicação. No setor industrial, a maioria do AC é obtida por processos fermentativos utilizando Aspergillus niger. Aspergillus welwitschiae também se destaca quanto ao potencial de produção de AC, e linhagens mutantes vêm sendo obtidas e avaliadas quanto ao potencial produtor deste ácido. O presente estudo, avaliou o potencial de produção de AC por linhagens de A. welwitschiae selvagem e mutantes, a partir de resíduos agroindustriais. Inicialmente foram avaliadas as linhagens de A. welwitschiae UELAs 15.262 (selvagem) e UELAs 15.262/35 (mutante), utilizando como substrato resíduos de cana-de-açúcar com solução nutritiva. Sob tais condições houve maior produção de AC (0,47 g/L) por A. welwitschiae UELAs 15.262/35, no quinto dia de fermentação. O mesmo processo fermentativo foi conduzido sem solução nutritiva, sendo obtida a maior produção de AC (0,64 g/L) no terceiro dia de fermentação por A. welwitschiae UELAs 15.262. Os demais processos fermentativos foram obtidos com mistura de resíduos de cana-de-açúcar com laranja e cana-de-açúcar com malte. A maior produção de AC (0,5 g/L) obtida no terceiro dia de fermentação, a partir dos resíduos de cana-de-açúcar com malte ocorreu por ambas linhagens de A. welwitschiae, enquanto que a partir de resíduos de cana-de-açúcar com laranja, ocorreu a produção de AC (0,29 g/L) somente por A. welwitschiae UELAs 15.262/35. O resíduo de cana-de- açúcar foi o melhor substrato para produção de AC. No entanto, a linhagem mutante UELAs 15.262/35 sob tais condições, não proporcionou maior produção de AC. Sendo assim, outras três linhagens mutantes de A. welwitschiae foram avaliadas sob as mesmas condições e A. welwitschiae UELAs 15.262/30 apresentou maior potencial produtor de AC (1,0 g/L) em resíduo de cana-de-açúcar, no primeiro dia de fermentação. A quantidade de açúcares redutores diminuiu ao longo na fermentação com resíduo de cana-de-açúcar e solução nutritiva, o mesmo aconteceu nos processos com a mistura de resíduos de laranja e de malte. Já na fermentação com resíduo de cana-de-açúcar os açúcares redutores aumentaram com o passar dos dias. As atividades de celulases foram detectadas em maiores quantidades nos últimos dias do processo fermentativo, com exceção de A. welwitschiae UELAs 15.262/30 e UELAs 15.262/50, cuja maior atividade de celulases foi encontrado no primeiro dia de fermentação. Foi possível concluir que a linhagem de UELAs 15.262/30 apresentou melhor potencial de produção de AC a partir de resíduo de cana-de-açúcar. Esses resultados demostraram o potencial de produção de AC por linhagens de A. welwitschiae a partir de resíduos agroindustriais.
Abstract: The number of agro-industrial residues reflects a great environmental impact and this fact requires the elaboration of reuse strategies. Residues can be used as raw material to obtain new products, including citric acid (CA), which has a wide spectrum of application. In the industrial sector, most of the CA is obtained by fermentation processes using Aspergillus niger. Aspergillus welwitschiae also stands out for its potential to produce CA, and mutant strains have been obtained and evaluated for its potential to produce this acid. The present study evaluated the potential of CA production by wild and mutant A. welwitschiae strains from agro-industrial residues. Initially, the strains of A. welwitschiae UELAs 15.262 (wild) and UELAs 15.262/35 (mutant) were evaluated, using sugarcane residues with nutrient solution as substrate. Under these conditions there was a higher CA production (0.47 g/L) by A. welwitschiae UELAs 15.262/35, on the fifth day of fermentation. The same fermentation process was carried out without nutrient solution, with the highest CA production (0.64 g/L) being obtained on the third day of fermentation by A. welwitschiae UELAs 15.262. The other fermentation processes were obtained by mixing sugarcane with orange and sugarcane with malt residues. The highest CA production (0.5 g/L) obtained on the third day of fermentation, from sugarcane residues with malt occurred by both strains of A. welwitschiae, while from sugarcane residues. of sugar with orange, CA (0.29 g/L) was produced only by A. welwitschiae UELAs 15.262/35. Sugarcane residue was the best substrate for CA production. However, the mutant strain UELAs 15.262/35 under such conditions, did not provide greater CA production. Thus, three other mutant strains of A. welwitschiae were evaluated under the same conditions and A. welwitschiae UELAs 15.262/30 had the highest CA producer potential (1.0 g/L) in sugarcane residue, in the first fermentation day. The amount of reducing sugars decreased along the fermentation with sugarcane residue and nutrient solution, the same happened in the processes with the mixture of orange and malt residues. In the fermentation with sugarcane residue, the reducing sugars increased over the days. Cellulase activities were detected in greater amounts in the last days of the fermentation process, with the exception of A. welwitschiae UELAs 15.262/30 and UELAs 15.262/50, whereof the highest cellulase activity was found on the first day of fermentation. It was possible to conclude that the strain of UELAs 15.262/30 presented the best potential for producing CA from sugarcane residue. These results demonstrate the potential of CA production by A. welwitschiae strains from agro-industrial residues.
Descrição
Palavras-chave
Aspergillus welwitschiae, Ácido cítrico, Resíduos agroindustriais, Resíduo de cana-de-açúcar