Abstract:
Cultivo em estado sólido é uma das formas de aumentar a disponibilidade dos nutrientes em coprodutos da agroindústria, devido às alterações resultantes da atividade metabólica dos micro-organismos no substrato. O objetivo do trabalho foi avaliar o impacto do cultivo de Rhizopus oryzae na fração lipídica do farelo de arroz integral. Foram estudados o rendimento de extração de lipídios e -orizanol em farelo com diferentes granulometrias e os efeitos do cultivo sobre o conteúdo lipídico e seu perfil de ácidos graxos e fósforos, e conteúdo de fosfolipídios, bem como na concentração e características do -orizanol. O farelo foi fornecido por uma indústria de arroz da região Sul, e sua granulometria padronizada para ser utilizado como substrato para o cultivo com o fungo Rhizopus oryzae CCT 7560. Os esporos do fungo foram propagados em Ágar Batata Dextrose e incubados a 30 °C, durante 7 dias. O cultivo foi realizado em biorreatores de bandejas, nos quais o substrato foi colocado e posteriormente adicionada suspensão de esporos na concentração inicial de 4,0 x 106 esporos/g no meio e solução nutriente. A umidade do meio foi ajustada para 50% e os biorreatores armazenados em câmara de cultivo a 30 °C por 120 h. As amostras foram coletadas no início do cultivo e a cada 12 h. Para avaliar as alterações na fração lipídica foram determinados o conteúdo de lipídios, fosfolipídios e perfil dos ácidos graxos, além das três formas de fósforos na biomassa. Também foi determinada a concentração de -orizanol e os extratos caracterizados em relação aos seus componentes majoritários, identificados por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência com Detector Ultravioleta (CLAE-UV) e seus ácidos graxos por Cromatografia Gasosa com Detector de Ionização de Chama (CCG-DIC). A capacidade antioxidante do -orizanol foi verificada pelo consumo do radical livre DPPH*, capacidade de captura do radical ABTS+, inibição da reação de auto-oxidação do -caroteno e estabilidade oxidativa. As partículas menores que 0,39 mm apresentaram maior teor de lipídios, que aumentou 13,3% com o cultivo, especialmente os ácidos graxos essenciais. O cultivo também promoveu maior disponibilidade de fósforo. Partículas com granulometria de 0,39 mm propiciaram maior rendimento de -orizanol (1,54 mg/g) e o extrato das partículas de tamanho entre 0,73 e 1,67 mm apresentou maior potencial antioxidante, demonstrado por uma inibição específica do radical DPPH de 6,7% e quantidade necessária para reduzir em 50% a concentração inicial do DPPH (CI50) de 6,63 µg/mL. Com o cultivo a concentração do -orizanol aumentou em 51,5% em 48 h, com aumento dos ácidos graxos poli-insaturados em 5,7%. A presença dos componentes majoritários do -orizanol nos extratos foi confirmada. O extrato de -orizanol obtido da biomassa fúngica de 72 h demonstrou a maior inibição do radical DPPH (59,0%), o de 96 h inibiu em 90,5% a oxidação em sistema de emulsão -caroteno/ácido linoleico e reduziu em 30% os indicadores químicos de oxidação no azeite de oliva. Os resultados mostraram que o cultivo pode ser aplicado para melhorar a extração e funcionalidade dos compostos bioativos presentes na fração lipídica do farelo de arroz.
Solid state cultivation is one way to increase the availability of nutrients in agro-industrial co-products, due changes resulting from the metabolic activity of microorganisms in the substrate. The objective of this study was to evaluate the Rhizopus oryzae cultivation in rice bran and its impact on lipid fraction. The extraction yield of lipids and -oryzanol were studied in different particle sizes of bran and the effects of cultivation on lipid content and its fatty acid and phosphorus profile, and content of phospholipids, as well as the concentration and characteristics of the -oryzanol. Rice bran was provided by a rice industry of South region, and its standard particle size for use as a substrate for the cultivation of the fungus Rhizopus oryzae CCT 7560. The fungus spores were propagated on potato dextrose agar and incubated at 30 °C for 7 days. The cultivation was realized in tray bioreactors, in which the substrate was placed and subsequently added spore suspension in initial concentration of 4.0 x 106 spores/g in the medium and nutrient solution. The medium humidity was adjusted to 50% and the bioreactors were placed in cultivation chamber at 30 °C for 120 h. The samples were collected in the beginning of the cultivation and each 12 h. To evaluate changes in the lipid fraction were determined the content of lipids, phospholipids and fatty acids profile, besides the three phosphorus forms in the biomass. It was also determined the -oryzanol concentration and the extracts characterized in relation of theirs major components, identified by High Performance Liquid Chromatography UV Detector (HPLC-UV) and theirs fatty acids by Gas Chromatography Flame Ionization Detector (GC-FID). The antioxidant capacity of the -oryzanol were verified by consumption of free radical DPPH*, capability of capture ABTS+ radical, inhibition of the reaction of auto-oxidation of -carotene and oxidative stability. The particles smaller than 0.39 mm showed higher content of lipids, that increase 13.3% with the cultivation, specially essentials fatty acids. The cultivation also provided more availability of phosphorus. Particles with a diameter of 0.39 mm propitiated higher yield of -oryzanol (1.54 mg/g) and the extract of particle size between 0.73 and 1.67 mm showed a higher antioxidant activity, demonstrated by a specific inhibition of DPPH radical of 6.7% and amount required to reduce in 50% the initial concentration of DPPH (IC50) of 6.63 µg/mL. With the cultivation the -oryzanol concentration increased in 51.5% in 48 h, with polyunsaturated fatty acids increased in 5.7%. The presence of major components of -oryzanol in the extracts was confirmed. The -oryzanol extract obtained of fungal biomass of 72 h demonstrated the highest inhibition of DPPH radical (59.0%), and the extract of 96 h inhibited in 90.5% the oxidation in emulsion system -carotene/linoleic acid and reduced in 30% chemical oxidation indicators in olive oil. The results showed that the cultivation can be applied to improve the extraction and functionality of bioactive compounds present in lipid fraction of rice bran.
