ÁREA: Bioquímica e Biotecnologia
TÍTULO: INVESTIGAçãO DO USO DO AMIDO DE MANDIOCA (MANIHOT ESCULENTA CRANTZ) COMO FONTE DE ESTRUTURA PIRANOSíDICA NO PROCESSO BIOTECNOLóGICO DE PRODUçãO DO áCIDO KOJICO
AUTORES: SANTOS, F.R.R.S(PG), DE DEUS, R. J. A. (PG), HENRIQUES, D.G.O (IC), SANTOS*, A. S. (PQ). DEPARTAMENTO DE QUíMICA, CENTRO DE CIêNCIAS EXATAS – UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARá
RESUMO: O Ácido Kójico (5-hidróxi-2-hidróximetil--pirona) (AK) é produzido por Aspegillus spp. e Penicillium spp. pertencentes aos grupos flavus – oryzae – tamarii, entre eles, Aspegillus flavus (Bajpai et al. 1981; Megalla et al. 1986). Glicose e sacarose (Kitada et al. 1967; Basappa et al. 1970) são usados como fontes de carbono na produção de AK. A partir da necessidade de isolar o AK foi utilizado amido de mandioca (Manihot esculenta Crantz) com vantagem de redução de custo de material. Nos processos de investigação foram utilizadas diferentes concentrações de amido. A linhagem de Aspergillus flavus (IOC – 3974) foi cultivada em meios Czapek modificado, e a hidrolise do amido feita em pH = 3 utilizando HCl 1,0N , o acompanhamento da produção do metabólito foi feita através de uv-visivel.
PALAVRAS CHAVES: Ácido kójico (ak), manihot sculenta crants e aspegillus flavus.
INTRODUÇÃO: O ácido kojico (5-hidróxi-2-hidróximetil--pirona) possui um potencial econômico significativo, sua utilização abrange a medicina, cosméticos, agricultura, entre outras. Esse ácido pode ser obtido através de fermentação aeróbica com fungo filamentoso utilizando várias fontes de carbono, como por exemplo, o amido de mandioca (Manihot esculenta Crantz), vegetal cultivado em várias regiões do Brasil sendo muito utilizado na alimentação humana e animal, na matéria prima de indústrias contribuindo para geração de renda e emprego.
O maior produtor mundial de mandioca é a Nigéria, já o Brasil ocupa a segunda colocação (IBGE - 2005). Na região Amazônica esse vegetal é encontrado em abundancia sendo o Pará o maior produtor Nacional de mandioca (IBGE – 2005) o que torna sua utilização como precursora de fonte de carboidrato para produção de gama-pirona bastante viável.
Nesse trabalho o amido da mandioca foi utilizado como fonte de substrato para a formação de gama–pirona na biotransformação da estrutura piranosídica da glicose em ácido kojico tendo como agente biológico o Aspergillus flavus.
MATERIAL E MÉTODOS: Meio de cultura (g/L): Sacarose, 30; NaNO3, 2g; KH2PO4; MgSO4. 7H2O, 1g; (NH4)2SO4, 0,01; FeSO4.7H2O, 0,5g. A linhagem de Aspergillus flavus (IOC – 3974) foi cultivada e inoculada (1mL) em meio de cultura Czapek (100mL) modificado a 3% de sacarose. Após a preparação da suspensão, deixou-se por agitação orbitalar ,120 rpm (TE-420/Teccnal), por 72 horas, 0,5g dos pellets produzidos foram inoculadas nos erlenmeyer, contendo diferentes concentrações de amido hidrolisado:3%, 6%, 12% e 24%. Investigação 01: 0,5g de biomassa produzida foi inoculada em frascos contendo 100mL de amido a 24% ; 12%; 6% e 3%. Investigação 02:Hidrolisou-se 12% de amido e em volume de 100mL do hidrolisado foi adicionado em frascos diferentes com extrato de levedura: 0,4g, 0,2g e 0,1g; nitrato de amônio: 0,1g; 0,05g e 0,025g; sulfato de amônio:0,2g; 0,1g e 0,05g e adicionou-se em cada frasco 0,5g de biomassa. O pH do meio foi medido diariamente bem como foram retiradas alíquotas de 1mL a cada 24h. Diluiu-se 0,25mL das alíquotas em balão volumétrico de 50mL e a leitura das concentrações nos diferentes valores de pH foram monitoradas em espectrofotômetro, UV visível, 269nm.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Os resultados da investigação de crescimento de biomassa descritos nas tabelas 1, 2, 3 e 4 mostraram um perfil cinético, da produção do metabólito, favorável para a utilização do amido.
Tabela 1e 3. Variação do pH com o tempo de cultivo.
Tabela 2 e 4. Variação da concentração de AK com o tempo de cultivo.
Rendimento em função de 2,4% (Tabela 2) sem sulfato ferroso: 3.33%
Rendimento em função de 2,4% (Tabela 2) com sulfato ferroso: 7,04%
Rendimento em função de extrato de levedura (Tabela 4) 0,4g = 3,66%
Rendimento em função de nitrato de amônio (Tabela 4) 0,1g = 0,96%
Rendimento em função de sulfato de amônio (Tabela 4) 0,2g = 0,91%
Os rendimentos das diferentes investigações mostraram que as maiores produções do metabólito foram em função da maior quantidade de fontes de carbono e nitrogênio, porém, nota-se que não ocorreu um padrão para os resultados, sugere-se que isso se deva ao fato de que o pH do meio de cultura não foi corrigido. Nas literaturas podemos atentar para o fato de que a melhor produção do metabólito ocorre em pH = 3.
CONCLUSÕES: Os resultados mostram que a metodologia utilizada para otimização do processo biotecnológico, apresentou-se bastante eficiente com a utilização do amido de mandioca como fonte de carboidrato para produção do ácido kójico. Foi possível identificar o metabólito produzido, bem como o melhor pH para o estabelecimento do processo em batelada simples. Sugere–se, a variação da concentração do amido de mandioca para que estabeleça um trabalho com repetições para posteriormente aplicação do estudo estatístico com base na verificação da máxima produção do metabólito.
AGRADECIMENTOS:
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA:Bajpai, P., Agrawala, D.K. and Vishwanathan, L. (1981): Enzyme relevant to kojic acid
biosynthesis in Aspergillus flavus. Journal of General Microbiology 127, 131-136.
Basappa, S.C., Screenivasavmurthy, V and Parpia, H.A.B. (1970): Aflatoxin and kojic
acid production byresting cells of Aspergillus flavus Link. Journal of General Microbiology 61, 81-86.
Kitada, M., Ueyama, H., Suzuki, E and Fukumbara, T. (1967): Studies on kojic acid
fermentation. I. Cultural condition in submerged culture. Journal of Fermentation Technology 45, 1101-1107.
Megalla, S.E., Nassab, A.Y. and Gohar, M.A.S. (1986): The role of copper (I) nicotinic
acid complex on kojic acid biosynthesis by Aspergillus flavus. Journal of Basic Microbiology and Biotechnology 27, 29-33.