Orientador: Gláucia Maria Pastore

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos

Resumo: A produção de compostos de aroma por via biotecnológica é um campo emergente pois diferentemente da tradicional síntese química, os compostos produzidos por micro-organismos são classificados como naturais, indo de encontro à busca dos consumidores por alimentos saudáveis, isentos de...

Resumo: A produção de compostos de aroma por via biotecnológica é um campo emergente pois diferentemente da tradicional síntese química, os compostos produzidos por micro-organismos são classificados como naturais, indo de encontro à busca dos consumidores por alimentos saudáveis, isentos de aditivos sintéticos. O gênero Neurospora, pertencente a um grupo de fungos filamentosos, é relatado como produtor de hexanoato de etila, um éster caracterizado por possuir intenso um aroma frutal amplamente utilizado na indústria de alimentos. A produção deste aroma por via biotecnológica apresenta ainda alguns entraves, relacionados principalmente ao custo de produção e extração, que podem ser minimizados com o uso de resíduos agroindustriais, diminuindo assim, os custos da etapa fermentativa e tornando-o factível. Considerando que a produção de hexanoato de etila por via biotecnológica é pouco explorada e poucas publicações podem ser encontradas, os objetivos desta tese de doutorado compreenderam o isolamento e seleção de linhagens de Neurospora potencialmente produtoras de hexanoato de etila, em diferentes meio de cultura. Observou-se que o melhor meio sintético foi constituído de 5% extrato de malte e a maior concentração de éster obtida foi mediada pela linhagem Neurospora sitophila GFSC1135. A partir desses resultados foi realizada a otimização do processo de produção de hexanoato de etila visando maior rendimento para possíveis aplicações industriais. Utilizando delineamento composto central rotacional onde os parâmetros otimizados foram: temperatura, agitação, concentração de óleo de soja e inoculo, observou-se um incremento na produção cerca de cinco vezes (45mg.L-1) quando comparado com o primeiro estudo (8mg.L-1). Para os dois métodos de preparo de amostra, extração líquido-líquido e microextração em fase sólida, alguns parâmetros de validação foram determinados visando segurança analítica e credibilidade aos resultados, já que as matrizes são muito complexas. Também foi realizada a otimização do método de extração de hexanoato de etila do meio fermentativo, empregando a técnica de microextração em fase sólida (SPME). Dessa forma, pode-se observar os compostos produzidos pelo micro-organismo, os quais poderiam ser mascarados pelo pico do solvente, quando utilizada a técnica de extração líquido-líquido. Além disso, muitas vezes a concentração dos compostos produzidos é baixa, necessitando de uma técnica mais sensível. De forma semelhante ao realizado com meios sintéticos, a seleção de linhagens foi realizada utilizando resíduos agroindustriais como substrato (manipueira e bagaço de malte), visando minimizar custos relacionados ao meio de cultura, agregar valor ao produto final e suavizar o impacto ambiental gerado por esses resíduos. Comparando-se os resultados obtidos entre o bagaço e o extrato de malte, observou-se que não houve diferença estatística na produção de hexanoato de etila, ficando esta em torno de 45 mg.L-1. Os resultados obtidos mostraram-se promissores, tendo em vista a produção biotecnológica de hexanoato de etila, um éster de aroma impactante e elevado valor agregado, abrindo precedentes aos estudos de elevação da escala de produção e futura aplicação industrial

Abstract: The biotechnological production of aroma compounds is an emerging field and it was stimulated by the increasing preference of alienated consumers for products bearing the label ''natural¿¿. The genus Neurospora belongs to a group of fungus filamentosus, is reported as a producer of ethyl...

Abstract: The biotechnological production of aroma compounds is an emerging field and it was stimulated by the increasing preference of alienated consumers for products bearing the label ''natural¿¿. The genus Neurospora belongs to a group of fungus filamentosus, is reported as a producer of ethyl hexanoate and it is characterized by having strong fruity aroma is much used in food industry. The production of this flavor by biotechnological process also presents some difficulties, mainly related to the cost of production and extraction, which can be minimized with the use of agro-industrial waste, reducing costs and making feasible fermentation step. Considering the production of ethyl hexanoate by means of biotechnological processes is rarely explored and few papers can be found, the aims of this research included the isolation and selection of strains of Neurospora potentially producing ethyl hexanoate in different culture media. Observed the best synthetic medium consisted of malt 5% extract and the highest concentration produced by strain Neurospora sitophila GFSC1135. Then the optimization of the production of ethyl hexanoate was carried out in order to increase production to possible industrial applications. Using central composite rotational design where the optimized parameters were temperature, agitation, concentration of soybean oil and inoculum, there was an increase in production about five times (45mg.L-1) compared to the first study (8mg.L -1). For both methods of sample preparation, liquid-liquid extraction and solid phase microextraction, some validation parameters were determined with security and reliability to analytical results, since the matrices are very complex. Was also performed to optimize the extraction method of ethyl hexanoate fermentation media, employing the technique of solid phase microextraction (SPME), because that way, could be observed the compounds produced by microorganism, which could be masked the peak of the solvent, when used the technique of liquid-liquid extraction. In addition, many times the concentration of the compounds produced is low, requiring a more sensitive technique. Likewise, strain selection was accomplished using as substrate (cassava wastewater and bagasse malt) in order to minimize costs related to the culture medium, to add-value to the final product and minimize the environmental impact generated by these agroindustrial residues. Comparing the results between the bagasse and malt extract, it was observed that there was no statistical difference in the production of ethyl hexanoate, it being around 45 mg.L-1.The results were promising of the biotechnological production of ethyl hexanoate, ester of a fruit aroma and high value added, opening previous studies of increased scale of production and its creating opportunity for the industry