Produção de ácido cítrico por Aspergillus spp. por fermentação submersa utilizando diferentes meios de produção contendo resíduos agroindustriais
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v11i6.28839Palavras-chave:
Meio alternativo; Potencial biotecnológico; Fungos filamentosos; Ensino em saúde.Resumo
A produção de metabólitos secundários de alto valor agregado por microrganismos tem sido amplamente estudado, principalmente na formulação de meios contendo resíduos agroindustriais. O ácido cítrico é um ácido orgânico tricarboxílico obtido através de processos de fermentação submersa. O gênero Aspergillus é considerado um excelente produtor de substâncias bioativas de interesse industrial. Este estudo tem como objetivo determinar a taxa de produção de ácido cítrico utilizando quatro cepas do microrganismo (UCP 1099, 1356, 1357 e 1463) em meios de cultura alternativos contendo resíduos de frutas (abacaxi, laranja e limão) provenientes de indústrias alimentícias do estado de Pernambuco, e comparar os resultados com a produção obtida com o meio de produção padrão utilizando ferramentas estatísticas computacionais. Os ensaios foram realizados com quatro amostras de Aspergillus isoladas da Caatinga em três meios convencionais, por 144 h, 37°C e 180 rpm. A variação de pH, consumo de açúcar e produção de ácido cítrico foram analisados. Os resultados mostraram que o meio denominado “dois” e a amostra UCP1357, apresentaram uma produção de ácido cítrico de 7,22 g.L-1. Após a seleção do meio e dos microrganismos melhores produtores, foram realizados testes de produção com um meio formulado com os resíduos de frutas cítricas. Os resultados revelaram que todos os resíduos produziram ácido cítrico, sendo a casca de limão o melhor dos resíduos testados (6,91 g.L-1). Verifica-se que existe a possibilidade de utilização de resíduos na formulação de meios de produção, contribuindo assim para o reaproveitamento dos nutrientes presentes e a redução do impacto ambiental.
Referências
Ali, S. & Haq, I.U. (2014). Process Optimization of citric acid production from Aspergillus niger using fuzzy logic design. Pakistan Journal of Botany, 46, 3, 1055-1059.
Ashour, A., El-Sharkawy, S., Amer, M., Marzouk, A., Zaki, A., Kishikawa, A., Ohzono, M., Kondo, R., & Shimizu, K. (2014). Production of Citric Acid from Corncobs with Its Biological Evaluation. Journal Of Cosmetics, Dermatological Sciences And Applications. 10.4236/jcdsa.2014.43020.
Bier, J. M. C., Maranho, L. T., Menegassi, J. A. A., & Severo, L. S. J. (2010). Crescimento e consumo de Xilose de Candida guilliermondii na fermentação submersa utilizando-se bagaço de cana-de-açúcar. Evidência, 7, 119–130.
Bongaerts, D., Roos, J. & Vuyst, L. (2021). Technological and Environmental Features Determine the Uniqueness of the Lambic Beer Microbiota and Production Process. Applied And Environmental Microbiology. 10.1128/aem.00612-21.
Carsanba, E., Papanikolaou, S., Fickers, P., & Erten, H. (2019). Screening various Yarrowia lipolytica strains for citric acid production. Yeast, 36, 5, 319-327. 10.1002/yea.3389.
Chen, J., Shen, Y., Chen, C., Wan, C. (2019). Inhibition of key citrus postharvest fungal strains by plant extracts in vitro and in vivo: A Review. Plants. 10.3390/plants8020026.
Chikatueva, M. A., Voblikova, T. V., Abakumova, E. A., & Khramtsov, A G. (2021). Innovative Technologies in Cosmetic Industry in Development of Biotechnology of Whey-Based Concentrates. Iop Conference Series: Earth and Environmental Science, 852, 10.1088/1755-1315/852/1/012018.
Ciriminna, R., Meneguzzo, F., Delisi, R., & Pagliaro, M. (2017). Citric acid: emerging applications of key biotechnology industrial product. Chemistry Central Journal. 10.1186/s13065-017-0251-y
Das, A. J. & Kumar, R. (2018). Utilization of agroindustrial waste for biosurfactant production under submerged fermentation and its application in oil recovery from sand matrix. Bioresource Technology. 10.1016/j.biortech.2018.03.093.
Ewing, G. W. (1969). Instrumental Methods of Chemical Analysis. McGraw-Hill Book Company.
Magalhães, N., Cavalcante, A. V., Andrade, L. S., Wanderleyc. R. P., Marinho, G., & Pessoa, K. A. R. (2019). Produção de ácido cítrico por Aspergillus niger AN 400 a partir de resíduo agroindustrial. Engenharia Sanitaria e Ambiental. 10.1590/s1413-41522019167153.
Marcelino, P. R. F., Gonçalves, F., Jimenez, I. M., Carneiro, B. C., Santos, B. B., & Silva, S. S. (2020). Sustainable Production of Biosurfactants and Their Applications. Lignocellulosic Biorefining Technologies, 159-183, 10.1002/9781119568858.ch8.
Marenda, F. R. B., Mattioda, F., Demiate, I. M., Francisco, A., Petkowicz, C. L. O., Canteri, M. H. G., & Amboni, R. D. M. C. (2019). Advances in Studies Using Vegetable Wastes to Obtain Pectic Substances: a review. Journal of Polymers and the Environment, 27, 549-560. 10.1007/s10924-018-1355-8.
Medeiros, A. D. M., Galdino, C. J. G., Souza, A. F., Cavalcanti, D. L., Rodrigues, D. M., Alves da Silva, C. A., & Andrade, R. F. S. (2022). Production of biosurfactant by Cunninghamella elegans UCP 0542 using food industry waste in 3 L flasks and evaluation of orbital agitation effect. Research, Society and Development. 11, 4. 10.33448/rsd-v11i4.27438.
Medeiros, A. D. M., Silva Junior, C. J. S. J., Amorim, J. D. P., Nascimento, H. A., Converti, A., Costa, A. F. S., & Sarubbo L. A. (2021). Biocellulose for Treatment of Wastewaters Generated by Energy Consuming Industries: A Review. Energies, 10.3390/en14165066.
Medeiros, A. D. M., Silva Junior, C. J. S. J., Amorim, J. D. P., Durval, I. J. B., Costa, A. F. S., & Sarubbo L. A. (2022b). Oily Wastewater Treatment: Methods, Challenges, and Trends. Processes, 10.3390/pr10040743.
Merino, C. O., Bayas-Morejon, I. F., Changoluisa, M., Lema, M. P., Gomez, C., Verdezoto, L., Moreno, I., Merino, M. C., Tigre, R. A., & Donato, W. (2019). Biotransformation of Fruti-Horticultural Agro-Industrial Residues Using Efficient Microorganisms (EM) in Riobamba (Ecuador). Journal Of Engineering and Applied Sciences, 14, 2504-2512. 10.36478/jeasci.2019.2504.2512.
Moraes, D. C., Murari, C. S., Aquino, P. L. M., Bueno, G. F., & Bianchi, V. L. D. (2012). Avaliação da fermentação aeróbia para produção de etanol a partir de xilose por linhagens de leveduras isoladas da casca de uva (Vitis spp). Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, 15, 117-122. 10.15871/1517-8595/rbpa.v15n2p117-122.
Ozdal, M. & Kurbanoglu, E. B. (2018). Citric Acid Production by Aspergillus niger from Agro-Industrial By-Products: Molasses and Chicken Feather Peptone. Waste And Biomass Valorization, 10.1007/s12649-018-0240-y.
Pastore, N. S., Hasan, S. M., & Zempulski, D. A. (2011). Produção De Ácido Cítrico Por Aspergillus Niger: Avaliação De Diferentes Fontes De Nitrogênio E De Concentração De Sacarose. Engevista, Toledo, 13,149-159. 10.22409/engevista.v13i3.306.
Pearce, C. J. (2019). Review of new and future developments in microbial biotechnology and bioengineering: aspergillus system properties and applications. Journal Of Natural Products, 82, 1051-1051, 10.1021/acs.jnatprod.9b00211.
Perrone, G., Stea, G., Kulathunga, C. N., Wijedasa, H., & Arseculeratne, S. N. (2013). Aspergillus fijiensis n. sp. Isolated from bronchial washings in a human case of bronchiectasis with invasive aspergillosis: the first report. Microbiology Discovery. 10.7243/2052-6180-1-9, 2013.
Prescott, S. C., & Dunn, C. G. (1949). Industrial microbiology. New York; Toronto; London: McGraw-Hill Book Co., Inc.
Ramdas, V. M., Mandree, P., Mgangira, M., Mukaratirwa, S., Lalloo, R., & Ramchuran, S. (2021). Review of current and future bio-based stabilisation products (enzymatic and polymeric) for road construction materials. Transportation Geotechnics. 10.1016/j.trgeo.2020.100458.
Riordon, J., Sovilj, D., Sanner, S., Sinton, D., & Young, E. W. K. (2019). Deep learning with microfluidics for biotechnology. Trends In Biotechnology, 37, 310-324. 10.1016/j.tibtech.2018.08.005.
Rodrigues, T. V. D., Amore, T. D., Teixeira, E. C., & Burkert, J. F. M. (2019). Carotenoid production by Rhodotorula mucilaginosa in Batch and Fed-Batch Fermentation Using Agroindustrial Byproducts. Food Technology and Biotechnology, 57, 388-398. 10.17113/ftb.57.03.19.6068.
Romo-Buchelly, J., Rodrigues-Torres M. & Orozco-Sánchez, F. (2019). Biotechnological valorization of agroindustrial and household wastes for lactic acid production. Revista Colombiana de Biotecnología, 21, 113-127.
Saffran, M. & Denstedt, O. F. (1948). A rapid method for the determination of citric acid. Department of Biochemistry, McGill, Montreal, Canada.
Sant’anna, M. C. S., Lopes, D. F. C., Carvalho, J. B. R., & Silva, G. F. (2012). Caracterização de briquetes obtidos com resíduos da agroindústria. Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, 14, 289-294.
Sawant, O. (2018). Fungal citric acid production using waste materials: A Mini-Review. Journal Of Microbiology, Biotechnology And Food Sciences, 8, 821-828. 10.15414/jmbfs.2018.8.2.821-828.
Silva, C. A., Romeiro, A. L. M., Teixeira, T. V., Leite, M. J. H., Cavalcante, P. H. M., Silva, R. P. S., Justino, S. T. P., Sousa, G. G. R., Almeida, E. P., & Freitas, A. L. (2019). Soil evaluation for pineapple cultivation (ananás comosus) in the municipality of Teotônio Vilela, Alagoas. Brazilian Journal Of Development, 5, 22826-22834. 10.34117/bjdv5n11-016.
Silva, C. J. G., Medeiros, A. D. M., Amorim, J. D. P., Nascimento, H. A., Converti, A., Costa, A. F. S., & Sarubbo, L. A. (2021). Bacterial cellulose biotextiles for the future of sustainable fashion: a review. Environmental Chemistry Letters, 19, 2967-2980. 10.1007/s10311-021-01214-x.
Singer, J. L., Wilensky, H., & McCraven, V. G. (1956). Delaying capacity, fantasy, and planning ability: A factorial study of some basic ego functions. Journal of Consulting Psychology, 20(5), 375–383. https://doi.org/10.1037/h0042615
Steiger, M. G., Rassinger, A., Mattanovich, D., & Sauer, M. (2018). Engineering of the citrate exporter protein enables high citric acid production in Aspergillus niger. Metabolic Engineering, 8, 1-29. 10.1016/j.ymben.2018.12.004
Sun, X., Wu, H., Zhao, G., Li, Z., Wu, X., Liu, H., & Zheng, Z. (2018). Morphological regulation of Aspergillus niger to improve citric acid production by chsC gene silencing. Bioprocess And Biosystems Engineering. 10.1007/s00449-018-1932-1.
Tong, Z., Zheng, X., Tong, Y., Shi, Y-C., & Sun, J. (2019). Systems metabolic engineering for citric acid production by Aspergillus niger in the post-genomic era. Microbial Cell Factories, 18, 1-15. 10.1186/s12934-019-1064-6.
Downloads
Publicado
Como Citar
Edição
Seção
Licença
Copyright (c) 2022 Alexandre D'Lamare Maia de Medeiros; Thiago Pettrus Maia de Medeiros
Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Autores que publicam nesta revista concordam com os seguintes termos:
1) Autores mantém os direitos autorais e concedem à revista o direito de primeira publicação, com o trabalho simultaneamente licenciado sob a Licença Creative Commons Attribution que permite o compartilhamento do trabalho com reconhecimento da autoria e publicação inicial nesta revista.
2) Autores têm autorização para assumir contratos adicionais separadamente, para distribuição não-exclusiva da versão do trabalho publicada nesta revista (ex.: publicar em repositório institucional ou como capítulo de livro), com reconhecimento de autoria e publicação inicial nesta revista.
3) Autores têm permissão e são estimulados a publicar e distribuir seu trabalho online (ex.: em repositórios institucionais ou na sua página pessoal) a qualquer ponto antes ou durante o processo editorial, já que isso pode gerar alterações produtivas, bem como aumentar o impacto e a citação do trabalho publicado.
