Produção de ácidos orgânicos (cítrico e elágico) a partir de casca de cacau
| Ano de defesa: | 2017 |
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Resumo: | Orientadora: Prof.ª Dr.ª Luciana Porto de Souza Vandenberghe |
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Oliveira, Priscilla Zwiercheczewski de, 1991-Vandenberghe, Luciana Porto de Souza, 1968-Soccol, Carlos Ricardo, 1953-Rodrigues, Cristine, 1974-Universidade Federal do Paraná. Setor de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia2021-03-26T00:30:15Z2021-03-26T00:30:15Z2017https://hdl.handle.net/1884/70054Orientadora: Prof.ª Dr.ª Luciana Porto de Souza VandenbergheCoorientadores: Prof.ª Dr.ª Cristine Rodrigues, Prof. Dr. Carlos Ricardo SoccolDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia. Defesa : Curitiba, 22/06/2017Inclui referências: p.83-100Resumo: A importância comercial do cacau se deve à popularidade do chocolate. No processo de sua produção geram-se muitos resíduos, os quais, se descartados sem qualquer tratamento, tornam-se um problema ambiental e econômico. A casca de cacau, por outro lado, possui composição físico-química de interesse ao desenvolvimento do fungo Aspergillus niger, associado à síntese de compostos bioativos - tais como o ácido cítrico (AC) e o ácido elágico (AE). A motivação da presente pesquisa reside no interesse pela produção de biomoléculas de interesse comercial, por meio da caracterização físico-química parcial da casca de cacau e a exploração das suas potencialidades em vias fermentativas. A casca foi utilizada como suporte e fonte de carbono para a produção de AC em fermentação no estado sólido (FES). Linhagens do gênero A. niger foram testadas para encontrar a melhor cepa produtora. Realizou-se a produção de AC durante 168 horas com a cepa de A. niger LPB B6 (CCT 7717). Foram acompanhados os parâmetros de pH, umidade e a análise de açúcares redutores e totais. O pico de produção foi alcançado em 72 horas, neste momento, a cepa apresentou uma produtividade expressiva - de 13,59 g AC kg h-1, acumulando 978,52 g AC kg-1 de casca de cacau seca. O rendimento do processo foi de 0,8542 g AC kg-1 de substrato, superando os maiores relatos de produção contidos na literatura. Para o AE, foi quantificada, em análise de cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE), a concentração de 0,0272 mg g-1 de casca de cacau. Objetivando elevar a concentração de AE através da bioconversão microbiana, linhagens do gênero Aspergillus foram selecionadas em fermentação submersa com meio de cultivo contendo extrato da casca de cacau. A cepa com melhor resultado, A. niger LPB B6 (CCT 7717), apresentou produção de 0,1511 mg AE g-1 de casca de cacau. Em seguida, outra fermentação submersa foi realizada. O meio foi constituído por extrato de casca de cacau suplementado com suco de romã - em diferentes proporções - para avaliar seu potencial como agente indutor de produção. A concentração de AE mais expressiva foi de 0,0861 mg g- 1 em meio contendo suco de romã e extrato da casca de cacau (3:17). Uma extração em fase sólida (SPE) foi realizada para a clarificação das amostras fermentadas, em etapa prévia às análises em CLAE. Duas colunas de sílica adsorvente de porosidades diferentes foram testadas, quando a coluna com maior porosidade apresentou resultado mais satisfatório. Após a passagem do solvente de eluição e posterior concentração em estufa a vácuo, o conteúdo recuperado (46%) apresentou concentração de 2,3 mg AE g-1 de casca de cacau. Por meio da produção dessas duas biomoléculas, evidenciou-se o potencial da casca de cacau como substrato durante um processo fermentativo. Testes devem ser continuados, tendo em vista os resultados obtidos, para a otimização da produção de AE em fermentação submersa, bem como para a SPE. É relevante ressaltar que ainda não existem registros na literatura indicando a produção de AC e AE utilizando como substrato a casca de cacau.Abstract: The commercial importance of the cocoa is due to the popularity of the chocolate. In the process of its production a lot of residue is produced, which, if discarded without treatment, can become an ambiental and economical problem. The cocoa husk, in turn, has an interesting physical-chemical composition for the Aspergillus niger growing, that is associated to the synthesis of bioactive compounds - such as the citric acid (CA) and the ellagic acid (EA). The motivation of the present research resides in the interest for the production of commercial biomolecules, by the partial physical-chemical characterization of the cocoa husk and the exploration of its potentials in fermentative process. The cocoa husk was utilized as a support and carbon source for the CA production in solid state fermentation (SSF). Strains of the genre A. niger were tested to find the most productive strain. A study about the CA production was executed during 168 hours with the A. niger LPB B6 (CCT 7717) strain. Parameters such as pH, humidity and the analysis of reducing and total sugars were observed. The peak of production was reached at 72 hours. At this point, the strain showed an expressive productivity - of 13.59 g CA kg h-1, accumulating 978.52 g CA kg-1 of dried matter. The yield was 0.8542 g CA kg-1 of substrate, surpassing the highest rates reported in literature about CA production. For the EA, it was quantified, with a high performance liquid chromatography (HPLC) analysis, a concentration of 0.0272 mg g-1 of cocoa husk. With the objective of elevating the concentration of EA by bioconversion, strains of the genre Aspergillus were selected by submerged fermentation in cultivation medium containing cocoa husk extract. The strain yielding best results, the A. niger LPB B6 (CCT 7717), exhibited production of 0.1511 mg EA g-1 of cocoa husk. Afterwards, another submerged fermentation was conducted. The medium consisted in cocoa husk extract supplemented by pomegranate juice - in different proportions - to evaluate its potential as an inductor of production. The most expressive concentration of EA was 0.0861 mg g-1 in medium containing pomegranate juice and cocoa husk extract (3:17). A solid phase extraction (SPE) was performed with the fermented samples as a clean-up step prior to the analysis with HPLC. Two silica adsorbent cartridges of different porosities were tested, in which the cartridge with superior porosity showed better results. After the passage of the elution solvent and its later concentration in the vacuum heating chamber, the recovery content (46%) showed a concentration of 2.3 mg EA g-1 cocoa husk. Through the production of these two biomolecules, it evidenced the cocoa husk potential as a substrate during a fermentative process. Tests must be continued, considering the results obtained, to optimize the production of EA in submerged fermentation, as well as to the SPE. It is relevant to emphasize that there is no record in literature about the production of CA and EA in which cocoa husk is conducted as substrate.100 p. : il.application/pdfÁcidos orgânicosResiduos organicosCacauProdução de ácidos orgânicos (cítrico e elágico) a partir de casca de cacauinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da UFPRinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALR - D - PRISCILLA ZWIERCHECZEWSKI DE OLIVEIRA.pdfapplication/pdf3073881https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/70054/1/R%20-%20D%20-%20PRISCILLA%20ZWIERCHECZEWSKI%20DE%20OLIVEIRA.pdfb205dc24ec5e668e1d763e65912f9707MD51open access1884/700542021-03-25 21:30:15.288open accessoai:acervodigital.ufpr.br:1884/70054Repositório de PublicaçõesPUBhttp://acervodigital.ufpr.br/oai/requestopendoar:3082021-03-26T00:30:15Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false |
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