Grãos de destilaria como fonte Indireta de lipases: produção, caracterização e aplicação

Abstract

O descarte de resíduos agroindustriais pode causar poluição e desperdício se feito de maneira incorreta. Uma solução viável econômica e ecologicamente é usá-los como meio de cultura para crescimento fúngico por fermentação em estado sólido (FES), visando à obtenção de enzimas de interesse. Nesse contexto, grãos de destilaria secos com solúveis (DDGS) são ótima opção para a produção de lipases devido à grande geração mundial e a sua composição. Lipases são enzimas versáteis que podem expressar atividade hidrolítica e de síntese. O uso de resíduos como substrato acarreta uma produção enzimática barata, contornando o problema de acesso a essas enzimas, que são comercializadas a altos preços por poucas empresas. Assim sendo, este trabalho objetivou cultivar fungos por FES em DDGS de sorgo e milho, visando à produção de lipases e à sua caracterização quanto à especificidade, regiosseletividade e massa molecular. Objetivou também aplicar essas enzimas em reações de hidrólise (almejando a biorremediação), esterificação e alcoólise (almejando a produção de biodiesel), assim como testar os produtos destas reações quanto às capacidades antioxidante, antimicrobiana e de influenciar a viabilidade celular, correlacionando-as com estrutura química. As fermentações fúngicas produziram lipases 1,3-específicas com afinidade predominante por ácidos graxos de cadeia longa (até 246,5 U/g) e com o extrato bruto contendo proteínas de massas moleculares entre 14,12 e 37,15 kDa. As lipases foram capazes de catalisar reações de hidrólise e alcoólise, sendo que os produtos de reações (ácidos graxos, mono e diglicerídeos e ésteres etílicos) apresentaram capacidades antioxidantes (até 92,12%), antibacterianas e influenciaram as viabilidades de fibroblastos, queratinócitos e células de carcinoma bucal.

The disposal of agro-industrial waste can cause pollution and wastage if done incorrectly. An economically and ecologically viable solution is the use of the waste as a culture medium for fungal growth by solid state fermentation (SSF), aiming at the generation of enzymes of interest. In this context, distiller’s dried grains with solubles (DDGS) are an excellent choice due to the worldwide production and their composition to produce lipases, versatile enzymes of wide applicability due to the hydrolytic and synthetic activity. The use of waste as a substrate generates a cheap production of lipases, what is an alternative to the problem of access to these enzymes, sold at high prices by a few companies. This work aimed to cultivate fungi by SSF in DDGS of sorghum and corn, targeting the production of lipases with their characterization as to specificity, regioselectivity and molecular mass; the application of the lipases in reactions of hydrolysis (aiming at bioremediation) and esterification and alcoholysis (aiming at the production of biodiesel); and the test of the products of these reactions as to their antioxidant, antimicrobial and cellular viability capacities. The fermentations produced 1,3-specific lipases with major specificity by long chain fatty acids (up to 246.5 U/g) and proteins with molecular weights between 14.12 and 37.15 kDa. The lipases were able to catalyze reactions of hydrolysis and alcoholysis and the products of reactions (fatty acids, mono and diglycerides and ethyl esters) presented antioxidant capacity (up to 92.12%), antibacterial activity and influenced the viability of fibroblasts, keratinocytes and oral carcinoma cells.