Abstract:
A bioprospecção microbiana é uma importante atividade da microbiologia industrial, possibilitando a descoberta de micro-organismos com alto potencial para a produção de bens de interesse da indústria química, alimentícia, farmacêutica e agrícola. O Brasil detêm cerca de 20% da biodiversidade mundial, e o Rio Grande do Sul possui oito áreas consideradas prioritárias, ecossistemas diferenciados totalizando 82.000 km2. Existe um grande interesse em encontrar espécies de micro-organismos ainda não catalogados que sejam produtores de insumos de interesse para indústria de alimentos em particular. O objetivo deste trabalho foi isolar e selecionar cepas de leveduras silvestres produtoras de carotenoides a partir da biodiversidade presente em amostras ambientais coletadas em dois ecossistemas distintos e com as leveduras mais promissoras realizar cultivos utilizando coprodutos agroindustriais. Foram coletadas amostras da biodiversidade contida em solos, flores, folhas e frutos presentes na área do Litoral Médio e na região do Escudo Sul-Rio-Grandense. As amostras foram incubadas em meio Extrato de Malte e Levedura (YM) a 30ºC por 48h, logo após inoculadas em ágar YM a 30ºC por 120h. Foram isoladas 683 colônias com características carotenogênicas, estas foram transferidas para ágar YM a 30ºC, e reisoladas pelo método de esgotamento por estrias, ao término foram consideradas 65 leveduras para a bioprodução. A bioprodução de carotenoides foi realizada através de cultivos submersos em frascos agitados, com meio de produção YM a pH inicial de 6,0, a 25ºC, 150 rpm por 168h, acompanhando pH, biomassa e carotenoides totais. Foram identificadas três leveduras como sendo as mais promissoras, sendo uma amarela, uma laranja e uma vermelha. As leveduras selecionadas foram identificadas como Sporobolomyces pararoseus, Pichia fermentans e Rhodotorula mucilaginosa. A levedura Sporobolomyces pararoseus apresentou valores máximos de carotenoides específicos de 123,64 µg/g e volumétricos de 905 µg/L, um pH final de 8,38, produção de biomassa de 7,32 g/L, após 168 h de cultivo. Os valores máximos para a levedura Pichia fermentans foram alcançados em 168 h de cultivo, atingindo 54,07 µg/g e 640 µg/L, a biomassa máxima (11,84 g/L) foi atingida ao término do cultivo assim como o pH de 8,15. O comportamento da Rhodotorula mucilaginosa frente a produção do pigmento foi mais baixa, com valores máximos de 28,06 µg/g e 310 µg/L em um pH de 8,02 em 11,18 g/L de biomassa. As cepas mais promissoras foram selecionadas e avaliadas em diferentes coprodutos industriais como o glicerol, melaço, água de parboilização de arroz, como fontes de carbono e nitrogênio no meio de cultivo, visando uma minimização dos custos e valoração destes coprodutos na bioprodução de carotenoides. Os resultados da bioprodução de carotenoides específicos no meio YM para a levedura Sporobolomyces pararoseus e Pichia fermentans foi de 123,64 µg/g e 54,07 µg/g respectivamente. Porém a levedura Rhodotorula mucilaginosa teve sua máxima produção de 30,16 µg/g dos carotenoides no meio contendo melaço e água de parboilização de arroz.Dentre as leveduras a Sporobolomyces pararoseus apresentou os maiores valores de Y P/X para os diferentes meios testados, obtendo 19,56 para o YM, 7,89 para o meio contendo glicerol e água de parboilização de arroz e 10,94 para o meio contendo melaço e água de parboilização de arroz. O meio YM permitiu a obtenção das maiores produtividades do produto de interesse tanto para Sporobolomyces pararoseus quanto para Pichia fermentans porém, o mesmo não ocorreu para Rhodotorula mucilaginosa que alcançou valores mais elevados em meio contendo água de parboilização e melaço.
The bioprospection microbian is an important activity of the industrial microbiology, making posible the discovery of microorganisms with high potential for the production of good of interest of industry. Brazil withholds about 20% of biodiversity, and the Rio Grande do Sul possesss 8 priority areas, totalizing 82,000 km2. A great interest in finding species of microorganisms not yet catalogued exists that are producing of insumos of interest for food industry. The objective of this work was to isolated and to select strains of producing wild yeast of carotenoids from present biodiversity in ambient samples collected in two distinct ecosystems and with the leavenings most promising to carry through cultives using agroindustrials products. Samples of the biodiversity contained in soil, flowers, leaves, bark and fruits were collected gifts in the area of the Average Coast and in the region of the South-River Shield. The samples had been incubated in Yeast and Malt Extract medium (YM) at 30°C for 48 h, and then inoculated in YM agar at 30°C for 120 h. Had been isolated 683 colonies with carotenogenics characteristics, were transferred to YM agar at 30°C, and reisolated by streak plate method, to the ending had been considered 65 leavenings for the bioproduction. The bioproduction of carotenoids was carried out by submerged cultivation in flasks containing the YM production medium at initial pH 6.0 plus 10% inoculum at 25°C, 150 rpm for 168 h. As a result, the pH, biomass and total carotenoids were determined. Three yeast had been identified as being most promising, being a yellow one, an orange and a red. The leavenings selected had been identified as Sporobolomyces pararoseus, Pichia fermentans and Rhodotorula mucilaginosa. The Sporobolomyces pararoseus presented maximum values of carotenoids (123,64 µg/g and 0,905 µg/mL), pH end of cultive of 8,38, production of biomass 7,32 g/L in 168 h cultive. The maximum values of bioproducts for the Pichia fermentans had been reached in 168 h cultive , reaching average values of 54,07µg/g and 0,640µg/mL, the maximum biomass (11,84 g/L) was reached to the ending of the cultive as well as pH 8,15. The behavior of the Rhodotorula mucilaginosa front the production of the carotenoids was lower, with maximum values of 28,06µg/g and 0,310 µg/mL in one pH of 8,02 and biomass of 11,18 g/L. Strains more promising were selected and evaluated in different agroindustrial coproducts as glicerine, sugar cane molasses, rice parboilization wastewater, as sources of carbon and nitrogen in the way of culture, aiming at a minimization them costs and valuation of these coproducts in the carotenoids bioproduction. The results of the carotenoids bioproduction for the Sporobolomyces pararoseus and Pichia fermentans were bigger in the half YM (123,64 µg/g and 54,07 µg/g respectively) however the Rhodotorula mucilaginosa had its maximum production (30,16 µg/g) of the carotenoids in the way contend sugar cane molasses and rice parboilization wastewater. The Sporobolomyces pararoseus presented the biggest values of Y P/X of 19,56 for the YM, 7,89 for the media A and the 10,94 for the half B. The half YM allowed the attainment of the biggest for Sporobolomyces pararoseus in such a way productivity how much for Pichia fermentans however the same did not occur for Rhodotorula mucilaginosa that reached higher values of the bioprodutos in way contends rice parboilization wastewater and sugar cane molasses.
