CARACTERIZAÇÃO DOS RESÍDUOS

Diversos compostos proteicos e não proteicos podem exercer efeito inibitório, ou mesmo, indutor na produção das pectinases. Os principais componentes nutricionais dos resíduos agroindustriais são celulose, amido, lignina e a pectina. Durante o crescimento e a multiplicação dos micro-organismos, compostos de carbono são metabolizados e convertidos em biomassa e dióxido de carbono. Vários são os micro-organismos capazes de utilizar estas substâncias como fontes de carbono e de energia através da produção de uma vasta gama de enzimas (JOLIE et al., 2010; OLIVEIRA, 2013).

A caracterização dos resíduos agroindustriais, visando à quantificação de micro e macronutrientes, utilizados como meio na bioprodução das enzimas pectinolíticas em cultivo estado sólido (CES) e pelo agente microbiológico A. niger ATCC 9624, apresentam-se nas Tabelas 7 e 8 e teve por objetivo caracterizar os resíduos em termos de pH, atividade de água, umidade, pectina e componentes minerais. Os valores foram expressos em base úmida.

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Tabela 7: Características físico-químicas dos resíduos agroindustriais e no meio

formulado. Resíduo Pectina (%, b.u) Atividade de água Umidade (%) pH Minerais Totais (%, b.u.) Casca de laranja 3,38 ± 0,46 0,99a ± 0,01 76,40a ±0,17 4,88b ± 0,07 0,93d ±0,16 Farelo de trigo - 0,72c ± 0,02 13,65d ± 0,23 6,89a ± 0,02 4,03b ± 0,48 AMM - 0,93b ± 0,01 57,40c ± 0,80 4,18c ± 0,14 7,45a ± 0,97 Meio* - 0,98a ± 0,01 65,38b ± 0,09 4,31c ± 0,08 2,67c ± 0,07 Médias (b.u. - base úmida) ± desvio padrão seguidas de letras iguais nas colunas indicam não haver diferença significativa ao nível de 95% de confiança (Teste de Tukey). *Meio de cultivo: 16 g de casca de laranja triturada, 2 g de farelo de trigo e 2 g de água de maceração de milho.

Tabela 8: Teores de componentes minerais nos resíduos agroindustriais e no meio

formulado. Componentes

minerais

Resíduos e meio de brioprodução* (mg/gbu)

Casca de laranja Farelo de trigo AMM Meio**

Fe 0,57d ± 0,07 9,98a ± 0,38 7,27b ± 0,25 2,41c ± 0,14 Mn 0,09d ± 0,01 10,16a ± 0,29 0,42c ± 0,04 2,07b ± 0,01 Na 14,68d ± 1,54 45,24a ± 0,58 38,89c ± 3,36 26,01d ± 0,48 K 5,58d ±0,65 451,12a ± 9,93 85,50b ± 9,70 19,49c ± 1,12 Cd 0,04c ± 0,01 0,16a ± 0,01 0,07b ± 0,01 0,04c ± 0,01 Cu 0,16c ± 0,07 0,74a ± 0,04 0,74a ± 0,12 0,37b ± 0,17 Al 6,01c ± 2,22 14,05a ± 0,39 7,78b ± 0,06 1,89d ± 0,18 Ca 783,62b ± 13,03 1045,37a ± 39,55 268,88c ± 9,59 764,40b ± 20,77 Cr 0,06b ± 0,04 1,50a ± 0,04 0,07b ± 0,06 0,08b ± 0,05 Mg 163,62c ± 7,71 339,46b ± 15,74 471,45a ± 24,22 134,03d ± 3,68 Zn 0,40c ± 0,41 5,53a ± 1,86 0,31c ± 0,04 2,36b ± 0,12 N2 1,60c ± 0,10 25,60a ± 0,30 30,50a ± 0,40 8,40b ± 0,70

*Médias ± desvio padrão seguidas de letras iguais nas linhas indicam não haver diferença significativa ao nível de 95% de confiança. **Meio de cultivo: 16 g de casca de laranja triturada, 2 g de farelo de trigo e 2 g de água de maceração de milho.

Conforme dados mostrados na Tabela 7, a casca de laranja apresentou 3,4 % bu – base úmida. (14 % bs – base seca) de pectina. O teor em substâncias pécticas varia de acordo com a origem botânica do produto vegetal. Entre os subprodutos de indústrias agrícolas e alimentares ricos em substâncias pécticas, bagaço de maçã, albedo cítrico e a polpa de beterraba açucareira apresentam teores superiores a 15 %bs de pectina (PANCHEV et al., 2010; CANTERI et al., 2012). Farelo de trigo e água de maceração de milho apresentaram maiores teores de nitrogênio e minerais totais (Tabela 8), quando comparados com a casca de laranja. O meio de formulado apresentou teor de nitrogênio de 8,4 mg/gbu (24 mg/gbs).

O meio de bioprodução apresentou atividade de água (Aw) de 0,98 e umidade de 65,4 %, respectivamente. Esses parâmetros de processo apresentam efeitos significativos no crescimento dos micro-organismos, esporulação e produção de enzimas, como pode ser

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constatado na literatura. Gervais e Molin (2003) avaliaram a produção das enzimas poligalacturonase e D-xylanase em diferentes valores de atividade de água (0,95-0,99) produzida por Trichoderma viride TS e a máxima produção ocorreu no valor de Aw de aproximadamente 0,98. Taragano e Pilosof (1999) avaliaram a influência do pH, tempo e atividade de água utilizando a ferramenta de planejamento experimental para produção das pectinases e observaram que utilizando um substrato com Aw de 0,93 favorece a produção das enzimas PME e PMGL e acima de 0,97, a produção de PG em fermentação em estado sólido (FES) por A. niger 148. Hamidi-Esfahani et al. (2004) analisaram o crescimento do fungo filamentoso A. niger em diferentes teores de umidade (40-65 %) e atividade de água (0,45-0,65) e observaram que estes dois parâmetros propicia no aumento do número de células viáveis presente no meio contendo farelo de trigo. Corona et al. (2005) investigaram o teor de água de água durante o cultivo de Gibberella fujikuroi em FES (farelo de trigo e amido solúvel) e verificaram que altos conteúdos de umidade e atividade de água (0,99) favorecem o processo de fermentação e a produção de metabólitos. Alcântara et al. (2010), no processo de fermentação semisólida (pedúnculo de caju, A.

niger CCT 0916) destacam o valor da atividade de água como um fator importante, pois

está diretamente relacionada com a quantidade de água disponível ao micro-organismo responsável pela síntese de pectinases, sendo que a máxima atividade pectinolítica foi obtida com Aw igual a 0,99.

Outro fator importante que influencia na produção das pectinases é o pH do meio de bioprodução, que neste estudo obteve como resposta 4,3, sendo esse favorável ao crescimento dos fungos filamentosos, conforme relatos de literatura (SANTOS, 2007; OLIVEIRA, 2013). Malvessi e Silveira (2004) estudaram a influência do pH (2 a 7) na produção da PG por A. oryzae CCT3940 e melhores resultados foram obtidos em pH entre 4 e 5, durante 96 h de fermentação submersa (FS). Fawole e Odunfa (2003) analisaram algumas variáveis que afetam a produção de enzimas pectinolíticas e constataram que a utilização de um meio de bioprodução com pH próximo ao valor de 5 favorece o crescimento do A. niger em FS e que valores abaixo e acima reduzem o crescimento do micro-organismo e o número de micélio, afetando assim, a produção enzimática.

Koser et al. (2014) avaliaram a atividade enzimática da PMGL utilizando diferentes resíduos agroindustriais (palha de trigo, bagaço de maçã, casca de limão,casca de laranja e papel), fontes de nitrogênio (extrato de levedura) e carbono (glicose), pH (2 - 7) e teores de umidade (50 - 75 %) e os resultados obtidos, desta investigação, demonstraram que as

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condições de cultura têm grande influência sobre o potencial de produção de pectina liase por A. oryzae.

Além dos resíduos apresentarem diversificada quantidade de nutrientes e condições favoráveis para o crescimento e multiplicação dos micro-organismos (Tabela 7 e 8), os meios em estudo, apresentam, também, considerável quantidade de componentes minerais (Tabela 8), tais como, K, Ca e Mg. Gummadi et al. (2007) indica que a presença de sais com o Na, K e Li, favorecem a produção das enzimas pectina liase e pectato liase. Normalmente o substrato do meio de fermentação é suplementado com sais minerais como reportado por Camargo et al. (2005), Díaz et al. (2013) e Sandri et al. (2013).

4.2 ESTUDO DE VARIÁVEIS QUE INFLUENCIAM NA BIOPRODUÇÃO DA EXO-