Estudos de obtenção de bioaromas pela biotransformação de compostos terpenicos / Studies for the production of bioflavors by the biotransformation of terpene compounds

AUTOR(ES)
DATA DE PUBLICAÇÃO

2009

RESUMO

O objetivo do presente trabalho foi efetuar estudos de biotransformação de substratos terpênicos para a obtenção de compostos de aromas naturais, ou bioaromas, enfatizando os processos bioquímicos envolvidos nos procedimentos empregados e a otimização da produção para possíveis aplicações industriais. Assim, o estudo se iniciou com o isolamento de quase 300 linhagens, das quais 121 mostraram-se resistentes a concentrações de 2% de R-(+)-limoneno e 70 foram capazes de utilizar este substrato como única fonte de carbono. Dentre todas as linhagens potencialmente degradantes do R-(+)-limoneno, nenhuma mostrou acúmulo significativo de metabólito de interesse em concentrações que justificassem estudos de otimização. A seguir, o método de Superfície de Resposta foi empregado para otimizar os principais parâmetros do processo de produção de R-(+)-a-terpineol a partir do R-(+)-limoneno pelo fungo Fusarium oxysporum 152b. Dentre os 10 parâmetros analisados (concentração de glicose, peptona, extrato de malte e de levedura no meio de biotransformação; concentração de R-(+)- limoneno; concentração de biosurfactantes; temperatura; agitação; pH; tamanho do inóculo), três (concentração de substrato, temperatura e agitação) influenciaram significativamente (p <0,10) a produção de R-(+)-a-terpineol, dentro das faixas estudadas. A otimização dessas variáveis por um Delineamento Composto Central Rotacional revelou que as condições ótimas para a biotransformação foram de 0,5% de R-(+)-limoneno, 26 °C e 240 rpm, resultando em uma concentração de cerca de 2,4 g.L-1 de R-(+)-a-terpineol ao final de 72 h de processo. Aproveitando-se do fato de essa linhagem fúngica ser reconhecida pela produção de lípase alcalina, um sistema integrado de produção foi posteriormente proposto a fim de explorar todo potencial biotecnológico do microrganismo. Assim, a biomassa resultante da produção de lipase, antes descartada, foi avaliada quanto à preservação da atividade de biotransformar o R-(+)- limoneno. Os resultados demonstraram ser possível a coprodução de lipase/R-(+)-a-terpineol, apesar de que o rendimento máximo do bioaroma foi cerca de 50% inferior quando comparado ao do procedimento convencional. Os estudos com duas linhagens bacterianas (Pseudomonas rhodesiae CIP 107491 e P. fluorescens NCIMB 11671) para a bioconversão de alguns monoterpenos indicaram a presença de uma via metabólica envolvendo ß-pineno, a-pineno, a-pineno oxido, isonovalal e ácido dimetil pentanóico para ambas espécies, além de outras duas vias de degradação do limoneno para P. fluorescens. Nesse caso, a bactéria usava o limoneno como única fonte de carbono e energia, passando por limoneno-1,2-diol, e também hidroxilava este substrato na posição 8 formando R-(+)-a-terpineol como forma de diminuir a toxicidade do substrato (metabolismo de xenobióticos). Essa última via ocorria em ausência de cofatores graças à ação de uma hidratase enantioespecífica capaz de converter anaerobicamente R-(+)-limoneno a R-(+)-a-terpineol e S-(¿)-limoneno a S-(¿)-a-terpineol em meios bifásicos, empregando n-hexadecano como fase orgânica. Foi posteriormente demonstrado que os rendimentos e produtividade poderiam ser significativamente elevados e que a produção poderia ser mais que duplicada (de ~10 para ~25 g.L-1) com o uso de fases orgânicas não convencionais, como óleos vegetais. Finalmente, estudos preliminares de avaliação do potencial bioativo do principal produto relatado nessa tese demonstraram que o a-terpineol revelou uma elevada capacidade de absorção de radical de oxigênio (ORAC) e atividade antiploriferativa contra cinco linhagens de células cancerosas, apesar da baixa atividade de captura de radical DPPH. Esses resultados abrem precedentes para que pesquisas in vivo sejam consideradas a fim de determinar o potencial funcional desse bioaroma, algo ainda praticamente inexplorado

ASSUNTO(S)

fusarium oxysporum alfa-terpineol limonene fusarium oxysporum limoneno pseudomonas alpha-terpineol

ACESSO AO ARTIGO

Documentos Relacionados