Produção de carotenóides a partir de bagaço de cana-de-açúcar por Rhodotorula glutinis CCT-2186.

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Ruiz, Erick Diaz
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Bagaço de cana-de-açúcar; Carotenoides; Carotenoids; Enzymatic hydrolysis; Hidrólise enzimática; Pré-tratamento; Pretreatment; Rhodotorula glutinis; Sugarcane bagasse
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/97/97140/tde-12122024-113132/

A produção de biopigmentos, particularmente carotenoides, a partir de matérias-primas não alimentares, como biomassa lignocelulósica e diferentes resíduos da agroindústria, tem o potencial de fortalecer as biorrefinarias. Este trabalho teve como objetivo apoiar o desenvolvimento de um novo processo de produção de carotenoides por Rhodotorula glutinis CCT-2186 cultivado em hidrolisados obtidos a partir de biomassa lignocelulósica na etapa de fermentação. A principal ideia por trás desta proposta é que ela poderia levar a uma maneira sustentável de produzir esses compostos de alto valor agregado, com o potencial de reduzir os custos de produção. Primeiramente, o bagaço de cana-de-açúcar foi pré-tratado com hidróxido de sódio, sendo escolhidas diferentes concentrações de sólidos totais (10, 15 e 20 %TS) para a remoção da lignina e retenção de carboidratos na biomassa. Cada amostra pré-tratada foi levada para hidrólise enzimática, comparando a influência na concentração de sólidos totais (5 e 10%) com uma carga enzimática de 10 FPUg-1 de biomassa seca. Da mesma forma, o hidrolisado de bagaço de cana-de-açúcar obtido foi levado à fermentação para avaliar seu potencial na produção de carotenoides por R. glutinis CCT-2186. O pré-tratamento alcalino levou a uma deslignificação máxima de 81,97% e reteve 90,77 e 61,36% de celulose e hemicelulose, respectivamente, quando 20% dos sólidos totais foram utilizados na etapa de pré-tratamento. A biomassa recuperada apresentou rendimento máximo de sacarificação de 93,10% para celulose e 78,07% para hemicelulose, após 72 h de hidrólise enzimática. Posteriormente, foram realizados testes de fermentação para avaliar a produção de carotenoides em meio sintético, a partir de diferentes concentrações de glicose e xilose como fontes de carbono, concomitantemente a suplementação de peptona, farelo de arroz e farelo de soja como fontes de nitrogênio. Após isso, o hidrolisado de bagaço de cana-de-açúcar foi avaliado como fonte de carbono para a produção de carotenoides, suplementado com peptona e farelo de soja. Os resultados mostraram a maior produção de carotenoides usando uma concentração inicial de 10 gL-1 de açúcares redutores totais no meio de cultura. A recuperação máxima de carotenoides em meio sintético foi de 128,43 mgL-1 usando glicose após 72 horas de fermentação. Posteriormente, o delineamento fatorial 22 avaliando a concentração dos hidrolisados de bagaço de cana-de-açúcar e farelo de soja em dois níveis, visando a máxima produção de carotenoides totais, indicou que níveis mais baixos de farelo de soja no meio de cultivo aumentam o rendimento de carotenoides, enquanto a concentração do hidrolisado de bagaço não resulto significativa, alcançando até 117,52 mgL-1 de carotenoides totais quando suplementados com 10 gL-1 de hidrolisado de bagaço de cana-de-açúcar e 15% (v/v) de hidrolisado de farelo de soja, após 72 horas de fermentação. Finalmente, as propriedades antioxidantes e antimicrobianas desses extratos de carotenoides, produzidos no meio hidrolisado (bagaço de cana-de-açúcar + farelo de soja), foram confirmadas por meio dos ensaios ABTS e pela técnica de difusão em disco, respectivamente.