Prospecting endophytic biocatalysts for bioflavors production

Autor(es)

Marina Gabriel Pessôa

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Campinas, SP.
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia de Alimentos
• Data de defesa: 2017-11-10

Membros da banca

Glaucia Maria Pastore; Francisco Fabio Cavalcante Barros; Gustavo Molina; Mário Roberto Maróstica Junior; Rosana Goldbeck

• Orientador: Glaucia Maria Pastore

Resumo

Esta tese de doutorado teve como objetivos principais a prospecção de novos biocatalisadores fúngicos para serem utilizados no processo de biotransformação de monoterpenos (R-limoneno, S-limoneno, 'alfa'-pineno, ß-pineno e citronelol) para obtenção de aromas naturais, assim como otimizar as condições de processo para a maximização da concentração dos produtos obtidos. A primeira etapa do trabalho prático deste projeto envolveu o isolamento de micro-organismos endofíticos e seleção das melhores linhagens para a produção de bioaromas. Estes micro-organismos foram isolados de frutos verdes de jenipapo (Genipa americana L.), um fruto da flora brasileira rico em monoterpenos. Quinze linhagens diferentes de fungos filamentosos endofíticos foram isoladas de frutos verdes de jenipapo, dos quais, três mostraram a capacidade de metabolizar os monoterpenos testados. A linhagem identificada como JV-7 foi capaz de bioconverter 'alfa'-pineno e produzir verbenol e verbenona, compostos muito visados na indústria de aromas e fragrâncias. Na biotransformação de ß-pineno, foi possível a obtenção de pinocarveol, utilizando-se a linhagem JV-15. Este composto tem maior valor agregado comparado a seu precursor, e este é um dos poucos trabalhos envolvendo sua produção. Os isômeros de limoneno foram biotransformados pela linhagem JV-10 a dois produtos majoritários diferentes: neodihidrocarveol e limoneno-1,2-diol a partir de R- e S- limoneno respectivamente. Visando aumentar a concentração dos compostos de aroma previamente obtida utilizando as linhagens de fungos endofíticos, as variáveis agitação, temperatura, concentração inicial de substrato e quantidade de biomassa fúngica adicionada foram estudadas em dois delineamentos experimentais. No primeiro delineamento composto central rotacional (DCCR), as condições de processo para a biotransformação de 'alfa'-pineno em verbenol foram otimizadas: 200 rpm, 22 ºC, concentração de substrato igual a 1,25 % (v/v) e 5 g de biomassa de biocatalisador em 50 mL de meio. Nessas condições, foi possível aumentar aproximadamente 1,4 vezes a concentração final de verbenol, de 222,4 ± 2 mg/L para 318,4 ± 2,4 mg/L. O segundo DCCR envolveu a biotransformação de ß-pineno para produção de pinocarveol. Neste caso, as condições otimizadas foram: concentração de substrato de 1 % (v/v), biomassa fúngica 5 g/50 mL de meio, agitação de 150 rpm e 30 ºC, o que resultou em um aumento na concentração de produto de 64,8 ± 0,6 mg/L para 141,32 ± 2,6 mg/L, ou seja, o dobro da concentração inicial pode ser obtida. O estudo da otimização das condições de processos para a produção de aromas naturais é uma das estratégias mais promissoras que vem sendo utilizadas para o aumento da concentração de produto e consequentemente, para redução de custos e viabilização da sua produção. Além disso, este trabalho demonstra o potencial de micro-organismos endofíticos, encontrados naturalmente em fontes ricas em terpenos para serem utilizados como novos biocatalisadores na biotransformação destes compostos e obtenção de extratos com características sensoriais inovadoras e interessantes (AU)

• Processo FAPESP: 13/18390-0 - Estudo dos genes envolvidos na biotransformação de terpenos para produção de aromas naturais
• Beneficiário: Marina Gabriel Pessôa
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto