Aplicações biotecnológicas do soro de queijo: produção de células íntegras com atividade lipolítica e geração de biogás

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Carolina Azevedo Braz
• Orientador(a): Heizir Ferreira de Castro
• Banca de defesa: Pedro Carlos de Oliveira, Ernandes Benedito Pereira
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade de São Paulo
• Programa de Pós-Graduação: Engenharia Química
• País: BR
• Link de acesso: https://doi.org/10.11606/D.97.2019.tde-05082021-165449

O soro resultante da produção de queijo, por possui alta carga orgânica e composição rica em lactose, proteínas, lipídios e minerais, apresenta potencial para uma série de aplicações mais nobres e ambientalmente favoráveis do que o seu despejo como rejeito. Dentre as aplicações possíveis do soro, encontram-se a sua utilização direta como substrato para produção de enzimas e, de forma indireta, na geração de energia, como, por exemplo, na produção de biogás por digestão anaeróbia. Neste último caso, a presença de lipídios pode limitar o processo. Portanto, destaca-se a importância das lipases na atuação da etapa de hidrólise da digestão anaeróbia, contribuindo para o processo de geração de energia. Dentro deste contexto, o presente estudo teve como objetivo avaliar a aplicação do soro de queijo na produção de lipases ligadas ao micélio e na geração de biogás. Para tal propósito, foram avaliados os fungos filamentosos Penicillium janthinellum CCT3162, Penicillium italicum AT4421 e Mucor circinelloides URM 4182, conhecidos por serem bons produtores de lipase ligada ao micélio. O estudo foi iniciado pela determinação das condições otimizadas da hidrólise do lipídio presente no soro, avaliando o efeito da linhagem fúngica, do carregamento de lipase (na forma de células íntegras), pH do meio e temperatura, por meio de planejamento experimental utilizando o método de Taguchi, com matriz L9 saturada. O fungo M. circinelloides foi selecionado como a fonte mais eficiente da enzima lipase, empregando soro de queijo como meio de cultivo. A suplementação do soro foi também avaliada, mas os aditivos utilizados (azeite de oliva, peptona e sais) não proporcionaram aumento significativo na atividade hidrolítica da lipase. A principal lipase gerada foi produzida a partir do meio de cultivo composto por soro de queijo integral, sem nenhum aditivo, por um período de incubação de 120 h. Algumas propriedades da lipase obtida foram pH ótimo de 7,5, temperatura ótima no intervalo de 40 a 60 °C e tempo de meia-vida com a relação à estocagem de 26,8 dias. Foram também analisados os parâmetros cinéticos da lipase quanto ao Km (115,74 mmol L-1 ) e Vmax (186,92 µmol g-1 min-1 ). O desempenho da lipase foi verificado na hidrólise do soro de queijo, apresentando preferência pela clivagem de ácidos graxos de menor cadeia carbônica (<= C 16:0), com potencial de aplicação em operações sucessivas. Finalmente, os tratamentos prévio e simultâneo à digestão anaeróbia do soro de queijo se mostraram opções promissoras para a valorização do soro de queijo, apresentando redução na fase lag de até 43,7% e aumento na produção de metano em 8 vezes (137,6 mL g-1 STV) e 9 vezes (158,9 mL g-1 STV) nos tratamentos prévio e simultâneo, respectivamente.