Abstract:
A possibilidade de valoração de co-produtos e reciclagem de resíduos de processos
agroindustriais utilizados em diferentes processos, inclusive os bioprocessos, está sendo
amplamente investigada pelo mundo científico, que procura fontes alternativas para
diversos produtos e suas aplicações. No alvo destas pesquisas está o farelo de arroz
que, atualmente, é considerado um co-produto do beneficiamento do arroz que
corresponde de 8 % a 10 % deste grão abundante no Rio Grande do Sul e constitui-se
promissora fonte de proteínas, fibra dietética e compostos funcionais como antioxidantes,
fosfolipídios, fenóis e ácido fítico. Este trabalho teve o objetivo de estudar a
disponibilização de compostos funcionais em farelo de arroz, através da fermentação em
estado sólido com Rhizopus oryzae. Durante o desenvolvimento do trabalho foi avaliado,
no farelo de arroz fermentado, o efeito do processo fermentativo sobre a composição
físico-química, o perfil de ácidos graxos, o conteúdo de fosfolipídios e a presença de
compostos antioxidantes, bem como a atividade de enzimas durante o acompanhamento
do processo fermentativo. O farelo de arroz utilizado foi fornecido pelo IRGA. O fungo
agente fermentador foi Rhizopus oryzae e seus esporos foram propagados em agar
batata dextrose, utilizando umar suspensão de Tween 80 (0,2 %), incubados durante 7
dias a 30 °C, até nova e completa esporulação do fungo. A fermentação foi realizada em
biorreatores de bandejas onde o substrato (farelo de arroz) foi disposto e homogeneizado
com a suspensão de esporos perfazendo a concentração inicial de 4,0x106
esporos.g-1
meio. A umidade do meio foi ajustada para 50 % e o processo ocorreu em estufa a 30 °C
por 120 h. As amostras necessárias para as determinações analíticas foram coletadas no
início do processo e a cada 24 h. Foram determinados os teores de umidade, cinzas,
lipídios, proteína, fibra, açúcares redutores, aminoácidos digeríveis, ácido fítico, perfil de
ácidos graxos com identificação e quantificação por cromatografia gasosa e fosfolipídios.
Os compostos fenólicos dos fermentados foram extraídos com metanol a frio e
quantificados por método espectrofotométrico com o reagente de Folin-Ciocalteau. A
capacidade dos antioxidantes dos extratos do farelo fermentado foi estimada
considerando o potencial em capturar os radicais 2,2-difenil-1-picrilidrazil (DPPH), inibir a
peroxidação lipídica e a reação de escurecimento do guaiacol catalisada pela peroxidase.
A fermentação em estado sólido reduziu em 40 %, 50 % e 60 %, significativamente
(p<0,05), os teores lipídios, ácido fítico e açúcares redutores do farelo de arroz,
respectivamente. O farelo fermentado apresentou teores aumentados de 30 % em cinzas,
50 % em fibras e 40 % em proteínas. A determinação de aminoácidos digeríveis indicou aumento de 27,6 % na digestibilidade das proteínas produzidas. O farelo de arroz
fermentado por 24 h apresentou o maior conteúdo de compostos fenólicos totais (2200 µg
ác.ferúlico/gfarelo), no entanto o extrato metanólico do farelo de arroz fermentado por 96 h
inativou 50 % do DPPH reativo em 15 min (CE50 de 4,3 µg ác.ferúlico/mL). Este mesmo
extrato reduziu em 57 % o valor do índice de peróxido no óleo de oliva após 30 dias de
armazenamento. O extrato aquoso do farelo de arroz fermentado por 120 h foi o mais
eficiente inibidor da reação de escurecimento catalisada pela peroxidase. Os teores de
fosfolipídios foram aumentados em 1,8 mg P/g lipídio. No farelo fermentado os ácidos
oléico, palmítico e linoléico foram os predominantes, ocorrendo ao longo da fermentação
a redução dos ácidos graxos saturados (20 %) e o aumento dos ácidos graxos
insaturados (5 %) Estes resultados indicam que a fermentação em estado sólido é uma
poderosa ferramenta para agregar valor a este co-produto modificando a sua composição
química e disponibilizando compostos de maior interesse, que podem ser aplicados em
outros processos, subsidiando o agronegócio com alternativas para à sua
sustentabilidade. O presente trabalho contribui com informações importantes para as
etapas de investigação sobre a disponibilização destes biocompostos e suas futuras
aplicações.
The possibility of co-product valuation and residue reuse of agroindustrial processes may
be used in different processes, besides bioprocess is being investigated thoroughly by the
scientific world which looks for alternative sources for several products and its
applications. In the goal of these researches is rice bran, which is nowadays being
considered a co-product of rice milling and corresponds from 8% to 10% of this abundant
grain in Rio Grande do Sul. Thus, it is a promising source of proteins, dietary fiber and
functional compounds like antioxidants, phospholipids, phenols and phytic acid. This work
aimed to study the availability of functional compounds in rice bran through solid-state
fermentation with Rhizopus oryzae. During the development of this work, the effect of the
fermentative process was evaluated on fermented rice bran, that is, the physico-chemical
composition, the fatty acid profile, phospholipids content and the presence of antioxidant
compounds, as well as the enzyme activity during the fermentative process. Rice bran
was supplied by IRGA (Instituto Rio Grandense de Arroz). The strain used for
fermentation was from Rhizopus oryzae fungus and the spores were scraped from the
slopes into aqueous emulsion of Tween 80 (0.2 %) incubated during 7 days at 30 °C until
new and complete fungi sporulation. Fermentation was carried out in tray bioreactors, in
which the substratum, rice bran, was placed and homogenized with spores suspension
totalizing the initial concentration of 4.0x106
spores/g. The medium moisture was adjusted
to 50 % and the process was carried out in a chamber at 30 ºC for 120 h. For analytical
determination, the samples were withdrawn at the beginning of the process and each 24
h. The contents of moisture, ash, lipid, protein, fiber, reducing sugars, digestible
aminoacids and phytic acid were determined, as well as the fatty acid profile, following
identification and quantification by gaseous chromatography. The phenolic compounds
were cold-extracted with methanol and quantified by spectrophotometer using the FolinCiocalteau
reagent. The fermented bran extract antioxidant ability was estimated
considering its potential in capturing DPPH radicals, inhibiting lipid peroxidation and
guaiacol darkening reaction catalyzed by peroxidase enzyme. Solid-state fermentation
reduced moisture, lipid, phytic acid and reducing sugars content of rice bran in,
respectively, 24.6 %, 40 %, 50 % and 60 %. The fermented bran presented an increase of
30 % in ashes content, 50 % in fibers and 40 % in proteins. The digestible aminoacid
determination indicated increase of 27.6 % in the digestibility of produced proteins. Rice
bran fermented for 24 h showed the highest phenolic compound content (2200 µg ferulic
acid/g bran), however the fermented rice bran methanolic extract at 96 h inactivated 50 % of the DPPH reagent in 15 min (CE50 of 4.3 µg ferulic acid/mL). This same extract reduced in
57% the peroxide index in olive oil after 30 days of storage. The fermented rice bran
aqueous extract at 120 h was the most efficient inhibitor of the darkening reaction
catalyzed by peroxidase. Phospholipids content were increased to 1.8 mgP/g lipid. Oleic,
palmitic and linoleic fatty acids predominated in fermented bran, being observed a
reduction in saturated fatty acids (20 %) and an increase (5 %) in unsaturated ones along
the fermentation. These results point out that solid-state fermentation is a powerful tool to
add value to rice bran, modifying its chemical composition in which components of major
interest become available and can be applied to other processes, subsidizing
agribusiness with important information for investigating steps related to these
compounds, purifying method and application.
