ÁREA: Iniciação Científica
TÍTULO: Avaliação da Produção de Enzimas a Partir da Casca de Maracujá
AUTORES: Costa, M.T. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS) ; Silva, V.G.S. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS) ; Farias, R.O. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS) ; Silva, C.E.F. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS) ; Lima, A.K.S. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS) ; Oliveira, J.H.S. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS) ; Abud, A.K.S. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS) ; Carvalho, F.O. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS)
RESUMO: Para evitar o acúmulo de lixo orgânico, como resíduos de frutas, há uma busca de
alternativas que agreguem valor ao produto de descarte. Uma destas técnicas é a
biotransformação de resíduos em enzimas hidrolíticas, de grande interesse na
indústria alimentícia,pela fermentação semi-sólida. Este trabalho avalia a casca
de maracujá para produção das enzimas pectinase e poligalacturonase. Os estudos
foram conduzidos em estufa bacteriológica a 30°C, com o fungo Aspergillus niger,
acompanhando-se a cinética de fermentação pelas análises de umidade, pH, acidez,
açúcares redutores e redutores totais, e atividade da pectinase e
poligalacturonase. Ao longo das 96 horas de fermentação, houve atividade
crescente da pectinase e máxima atividade poligalacturonásica em 48 horas de
cultivo (340,7 U/g).
PALAVRAS CHAVES: reaproveitamento; enzima; maracujá
INTRODUÇÃO: A cultura do maracujá tem destaque no Brasil, ocupando o primeiro lugar na
produção mundial. Entre os anos de 1996 a 2009, a produção brasileira de
maracujá cresceu acima de 70%, avançando de 409 mil para 713 mil toneladas,
mesmo com o decréscimo da área cultivada, recuperada posteriormente (MELETTI,
2011). Além do consumo in natura e da produção de suco, as sementes podem ser
aproveitadas para a produção de óleos comestíveis ou para a indústria de
cosméticos (KOBORI, 2005). Diante da grande produção desse fruto e seu descarte,
deve-se propor uma forma de reaproveitamento desse resíduo, visando diminuir o
impacto ambiental.
Uma das tecnologias para o aproveitamento da biomassa residual é a fermentação
semi-sólida (FSS), que permite a produção de enzimas brutas mais concentradas e,
como consequência, com menores custos de extração e purificação (SOUZA et al,
2010). A FSS é um processo microbiano desenvolvido na superfície de materiais
sólidos, com propriedade de absorver ou de conter água, na presença ou ausência
de nutrientes solúveis. Para este tipo de fermentação, é necessário que os
microrganismos cresçam com nutrientes difusíveis sob ou sobre a interface
líquido-sólido (VINIEGRA-GONZALES,1997).
De grande importância no setor alimentício, as enzimas hidrolíticas, produzidas
por vegetais e microrganismos, são aplicadas industrialmente na extração e
clarificação de sucos de frutas, na produção de vinhos, na maceração de vegetais
e frutas, e na extração de óleos essenciais (AMORIM et al., 2007).
A casca de maracujá, cedida pela COOPEAGRO (Cooperativa de Pequenos Agricultores
Organizados), localizado em Maragogi-AL, é avaliada como produtora das enzimas
pectinase e poligalacturonase, acompanhando-se a cinética de crescimento,
consumo de substrato e síntese enzimática.
MATERIAL E MÉTODOS: Os resíduos de maracujá foram sanitizados em hipoclorito de sódio 100 ppm por 15
min e desidratados em estufa de secagem a 50ºC até peso constante. Logo após, o
material foi triturado em moinho de facas e armazenado em embalagens plásticas
herméticas.
Utilizou-se o fungo Aspergillus niger,cedido pela Universidade Federal do Rio de
Janeiro (UFRJ). Esses microrganismos foram submetidos à esporulação em meio ágar
batata dextrose com esporos extraídos em solução de Tween 80 0,1% (m/v). A
contagem dos esporos foi feita na câmara de Neubauer em cinco quadrantes.
A fermentação foi conduzida em Erlenmeyer de 250 mL com cerca de 3g de farinha
de casca de maracujá. Utilizaram-se 2,6 mL de solução mineral [(NH4)2SO4, 10
g/L; MnSO4, 0,005 g/L; MgSO4.7H2O, 1 g/L; FeSO4.7H2O, 0,005 g/L; KH2PO4, 3 g/L;
ZnSO4, 0,005 g/L e CaCl2, 0,5 g/L], mantendo a umidade em torno de 60%. Os
frascos autoclavados por 15 minutos a 121ºC, foram inoculados com solução de
esporos para se ter 2.107 esporos/g resíduo.
A cada 24 horas, o material fermentado foi coletado e medidos o teor de
açucares, pH, acidez e atividade enzimática. Para extração, adicionou-se 50 mL
de água gelada e agitou-se por 30 min. A amostra filtrada em gaze, foi
centrifugada a 3000 rpm por 15 min e filtrada em algodão.
O teor de umidade foi realizado por gravimetria. O pH foi medido por
potenciometria. A medida de acidez foi obtida por titulometria com solução NaOH
0,1N e indicador fenolftaleína (IAL, 2005). As atividades de pectinase e
poligalacturonase foram determinadas, após reação, por DNS (SILVAet al., 2002),
tendo como padrão uma curva de ácido galacturônico. Para a determinação dos
açucares redutores (AR) e redutores totais (ART) foi utilizada a reação de DNS
(MILLER, 1959), com o ART hidrolisado com H2SO4 1,5M.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: De acordo com os dados apresentados na Tabela 1, apesar de a solução nutriente
adicionada ter o pH neutro, os extratos tiveram pH torno de 3, abaixo do valor
ideal para ação enzimática, próximo a 5, resultando em menor acidez. Para Sousa
et al (2012), o pH em torno de 4,5 apresentou uma melhor atividade para a enzima
poligalacturonase.
O consumo de açúcares demonstra uma maior eficiência da fermentação após 72
horas de cultivo e a umidade se manteve acima do esperado, mas constate e ao
redor de 70%.
As atividades enzimáticas, ilustradas na Figura 1, mostram maior produção de
pectinase (29,53 U/g) em 95 horas, próxima à exaustão do substrato. A máxima
produção de poligalacturonase (340,71 U/g) foi obtida após 48 horas de cultivo,
um valor satisfatório se comparado aos resultados obtidos por Sousa et al.
(2012), com o mesmo substrato, utilizando o fungo Aspergillus niger mutante CCT
0916.
Os resultados foram bastante satisfatórios no controle da umidade e na síntese
enzimática, sendo bem maiores que os resultados encontrados na literatura
consultada, e o mesmo pode ainda ser expandido com estudos para elevação do pH
desta fermentação, possibilitando resultados ainda melhores de atividade das
enzimas ao diminuir a acidez do material em fermentação durante o processo.
Tabela 1 - Valores experimentais médios das variáveis da fermentação c
Tabela dispondo os valores experimentais médios das
variáveis na fermentação da casca de maracujá, como
umidade, acidez e açúcares em função do tempo.
Figura 1 - Síntese enzimática da fermentação semi-sólida com casca de
Gráfico da síntese enzimática, dispondo a atividade
de cada um das enzimas em um eixo.
CONCLUSÕES: A fermentação semi-sólida possibilita o reuso de resíduos gerados no consumo de
frutas, evitando impactos ambientais cada vez mais crescentes. A casca de maracujá
apresentou alto potencial na produção da enzima poligalacturonase, ainda que sejam
necessários estudos para manter o pH na faixa ideal da síntese enzimática.
AGRADECIMENTOS: Os autores agradecem ao CNPq pelo auxílio financeiro e ao Programa PIBIC/UFAL pelo
apoio à pesquisa.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: AMORIM, B. C.; SOUZA, R. L. A.; CONRADO, L. S. Estudo da extração e determinação da atividade pectinolítica do fermentado do resíduo seco do maracujá. In: VII COBEQ-IC Congresso Brasileiro de Engenharia Química em Iniciação Científica, São Carlos, São Paulo, p.83-83
INSTITUTO ADOLFO LUTZ. Métodos químicos para análise de alimentos. 5ªed, São Paulo, 2005.
KOBORI, C.N.; JORGE, N. Caracterização dos óleos de algumas sementes de frutas como aproveitamento de resíduos industriais. Ciência e Agrotecnologia, Lavras, v.9, n.5, p.1008-1014, 2005.
MELETTI, L. M. M. Avanços na cultura do maracujá no Brasil. In: Anais do Simpósio Internacional de Fruticultura, Campinas, p. 83-91, 2011.
MILLER, G. L. Use of dinitrosalicilic acid reagent for determination of reducing sugar. AnalyticalChemistry, v. 31, n. 3, p. 426-428, 1959.
SILVA, L. A.D; Produção e caracterização de enzimas celulásicas por Aspergillusphoenicis. Dissertação de Mestrado em Microbiologia Agrícola e do Ambiente. Instituto de Ciências Básicas da Saúde, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2008. 105p.
SOUSA, C. A. B.; SILVA, F. L. H.; CONRADO, L. S. Lixivação de poligalacturonase obtidas pela fermentação semissólida da casca e albedo do maracujá-amarelo. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v.16, n.7, p.790-794, 2012.
SOUZA, R. L. A.; OLIVEIRA, L. S. C.; SILVA, F. L. H.; AMORIM, B. C. Caracterização da poligalacturonase produzida por fermentação semi-sólida utilizando-se resíduo do maracujá como substrato. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v.14, n.9, p.987–992, 2010.
VINIEGRA-GONZALEZ, G. Solid state fermentation: definition, characteristics, limitation and monitoring, p 5-22. In: Roussous, S. et al. Advances in solid-state fermentation. Dordecht: Kluwer Academic Publishers, 1997.
