Dissertação
Obtenção de compostos fenólicos pelo processo biotecnológico promovido por microorganismos endofíticos e resíduos de frutas tropicais
Obtainment of phenolic compounds through a biotechnological process promoted by endophytic microorganisms and tropical fruit residues
Registro en:
BARROS, Romy Gleyse Chagas. Obtenção de compostos fenólicos pelo processo biotecnológico promovido por micro-organismos endofíticos e resíduos de frutas tropicais. 2017. 118 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia de Alimentos) - Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, 2017.
Autor
Barros, Romy Gleyse Chagas
Institución
Resumen
Endophytic microorganisms have received attention from the food, chemical and
pharmaceutical industries due to the enormous potential of producing biologically active
substances with antioxidant, antiallergic and anti-inflammatory activity. The application of
agricultural residues in bioprocesses has been highlighted as a secondary source of energy in
fermentative processes. Achachairu (Garcinia humilis), araçá-boi (Eugenia stipitata) and
bacaba (Oenocarpus bacaba) are tropical exotic fruits produced in Brazil and have few
scientific studies related to their characterization and the possibility of using their residues.
Thus, the use of residues of these fruits becomes a viable strategy for the bioconversion of
their substrates into bioactive compounds. The present work proposes the isolation of
endophytic microorganisms from the cited fruits for the purpose of obtaining bioactive
compounds through the process of submerged fermentation. Endophytic isolates of the three
fruits were inoculated in synthetic medium (YM) to evaluate the production capacity of
phenolic compounds, from the obtained results the microorganism considered most promising
in the synthesis of bioactive compounds was selected, which was submitted to a new
fermentation using the fruit residues (achachairu, bacaba, araçá-boi and coconut). The bacaba
residue was considered the most promising to carry out the biotechnological process and
through these definitions (microorganism strain and residue) two experimental designs were
carried out (Plackett-Burman and DCCR) to establish the optimal condition for obtaining
polyphenols, being this condition pH 8.62 and yeast extract 3.0 g/L. The identification of the
isolated microorganisms was performed through the MALDI-TOF MS system. The
fermentation was carried out in a bioreactor with a capacity of 5.0 L and in this condition
obtained results close to that of the fermentation developed in the workbench. The phenolic
compounds produced by the strain, identified as Rhodotorula glutinis, were quantified by the
LC MS/MS system, whose values showed a significant increase of 94.06% and 27.81% in
relation to the catechin and rutin compounds, respectively. Intracellular production of other
compounds such as isohamnetin, luteonin, kaempferol and carotenoids was also observed.
Thus, it was concluded that the fermentation of the bacaba residue through the microorganism
Rhodotorula glutinis has the potential to obtain phenolic compounds and carotenoids
concomitantly and presents a promising scope for the stimulation of new biotechnological
studies from fruit residues that are still unexplored, but are capable of promoting the synthesis
of compounds with high added value applicable in several industrial sectors. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Micro-organismos endofíticos tem recebido atenção das indústrias alimentícias, químicas e
farmacêuticas devido ao enorme potencial de produção de substâncias biologicamente ativas
com atividade antioxidante, antialérgica, anti-inflamatória. A aplicação de resíduos agrícolas
em bioprocessos tem se destacado como fonte secundária de energia em processos
fermentativos. O achachairu (Garcinia humilis), o araçá-boi (Eugenia stipitata) e a bacaba
(Oenocarpus bacaba) são frutas tropicais exóticas produzidas no Brasil e que possuem
poucos estudos científicos relacionados à sua caracterização e possibilidade de utilização de
seus resíduos. Dessa forma, o aproveitamento dos resíduos dessas frutas torna-se uma
estratégia viável para a bioconversão de seus substratos em compostos bioativos. O presente
trabalho propõe o isolamento de micro-organismos endofíticos das frutas citadas com a
finalidade de obtenção de compostos bioativos através do processo de fermentação submersa.
Isolados endofiticos das três frutas foram inoculados em meio sintético (YM) para avaliação
da capacidade de produção de compostos fenólicos, a partir dos resultados obtidos selecionouse o micro-organismo considerado mais promissor na síntese de compostos bioativos, o qual
foi submetido a uma nova fermentação utilizando-se os resíduos dos frutos (achachairu,
bacaba, araçá-boi e coco). O resíduo da bacaba foi considerado o mais promissor para
execução do processo biotecnológico e através dessas definições (cepa microbiana e resíduo)
se realizou dois planejamentos experimentais (Plackett-Burman e DCCR) para
estabelecimento da condição otimizada para a obtenção de polifenóis, sendo essa pH 8,62 e
extrato de levedura 3,0 g/L. A identificação dos micro-organismos isolados foi realizado
através do sistema MALDI-TOF MS. A fermentação foi realizada em biorreator com
capacidade para 5,0 L e nessa condição obteve resultados próximos ao da fermentação
desenvolvida em bancada. Os compostos fenólicos produzidos pela cepa, identificada como
Rhodotorula glutinis, foram quantificados pelo sistema LC MS/MS, cujos valores
demonstraram um aumento significativo de 94,06% e 27,81% em relação aos compostos
catequina e rutina, respectivamente. Observou-se, ainda, a produção intracelular de outros
compostos como isohamnetina, luteonina, kaempferol e carotenoides. Assim sendo, concluiuse que a fermentação do resíduo da bacaba através do micro-organismo Rhodotorula glutinis
tem potencial para obtenção de compostos fenólicos e carotenoides concomitantemente e
apresenta um escopo promissor para o estímulo de novos estudos biotecnologicos a partir de
resíduos de frutas ainda inexploradas, capazes de promover a síntese de compostos com alto
valor agregado aplicáveis em diversos setores industriais. São Cristóvão