Estudo do aproveitamento do bagaço de maça para produção de quitosana fúngica

Abstract

A quitosana é um polímero de alta massa molecular cujas características como não-toxicidade, capacidade de formar filmes resistentes, biodegradabilidade, atividades antimicrobiana e cicatrizante permitem que essa substância seja utilizada em diversas áreas. Atualmente, a quitosana é obtida a partir da desacetilação parcial da quitina proveniente do exoesqueleto de alguns crustáceos. Entretanto, tal processo, que envolve altas temperaturas e soluções alcalinas concentradas, é extremamente agressivo podendo degradar sua cadeia macromolecular, além de gerar uma grande quantidade de resíduos químicos e limitar a produção a áreas litorâneas. Portanto, a utilização de fungos filamentosos, que possuem quitina e quitosana na constituição de sua parede celular, torna-se uma alternativa para a obtenção deste biopolímero através de processos fermentativos. Tendo em vista o fato de Santa Catarina ser o maior produtor nacional de maçã, gerando cerca de 14 mil toneladas de bagaço de maçã por ano, esse trabalho visa aproveitar tal resíduo para a obtenção de um produto de maior valor agregado (quitosana) através de dois tipos de processos fermentativos: fermentação submersa (FSm) e fermentação no estado sólido (FES). Os substratos utilizados nestes dois processos foram, respectivamente, o extrato aquoso obtido a partir do bagaço de maçã e o bagaço de maçã prensado. Ambos os substratos apresentaram alto teor de carboidratos, servindo como uma excelente fonte de carbono para o desenvolvimento de microrganismos, embora o teor de proteína baixo indique a necessidade de enriquecimento com uma fonte de nitrogênio adicional. Dentre os microrganismos avaliados, o fungo Gongronella bulteri apresentou os melhores resultados para produção de quitosana tanto em FSm como em FES. Desenvolvendo-se no extrato aquoso do bagaço de maçã, a G. butleri apresentou a maior produtividade (0,091g/L.h) e o maior teor de quitosana na célula (0,1783g/g) para o meio com 40g/L de açúcares redutores e 2,5g/L de nitrato de sódio. A análise da curva de produção de quitosana permitiu concluir que a melhor fase para a extração da quitosana contida na biomassa é no final da fase exponencial e início da fase estacionária de crescimento do fungo, chegando a representar 21% do peso seco das células. Nos experimentos de FES, após seleção e avaliação da influência da adição de fontes de nitrogênio e de soluções tampão sobre a produção de quitosana, foi possível obter um rendimento cerca de 5 vezes superior ao obtido no meio sem nenhuma suplementação. As características da quitosana fúngica demonstraram-se consistentes às características da quitosana obtida a partir de resíduos marinhos.