A economia brasileira é fortemente baseada na agricultura, sendo produzidos em nosso país alimentos como: café, cana-de-açúcar, soja, mandioca, frutas, cereais entre outros. Essa grande produção gera, diariamente, elevadas quantidades de resíduos, os quais representam algumas das fontes mais ricas de energia renovável do planeta. O acúmulo dessa biomassa, ainda mais em grandes quantidades, traz prejuízos ao meio ambiente e também resulta na perda de materiais potencialmente valiosos. Essas razões, aliadas ao baixo custo de tais matérias-primas, têm aumentado o interesse na utilização desses resíduos em processos biotecnológicos.
Bioprocessos demandam a utilização de matérias-primas para o preparo de meios de cultura, os quais serão utilizados pelos micro-organismos para a produção dos compostos de interesse biotecnológico. Essas matérias-primas fornecem um excelente substrato para o crescimento de micro-organismos industriais, dentre eles: bactérias, fungos filamentosos, leveduras e microalgas, suprindo os nutrientes essenciais para os mesmos. Alguns desses nutrientes funcionam como fontes de carbono e nitrogênio, os quais são considerados macronutrientes, além de micronutrientes, como sais minerais e vitaminas, que podem ser importantes como cofatores e coenzimas.
[/et_pb_text][et_pb_image admin_label=”Image” src=”http://profissaobiotec.com.br/wp-content/uploads/2018/05/crop-rice-1975598_1920.jpg” url_new_window=”on” animation=”off” show_in_lightbox=”off” url=”https://pixabay.com/pt/lavoura-arroz-colheitadeira-1975598/” use_overlay=”off” sticky=”on” align=”center” max_width=”600px” force_fullwidth=”off” always_center_on_mobile=”on” use_border_color=”off” border_color=”#ffffff” border_style=”solid” /][et_pb_text admin_label=”Text” background_layout=”light” text_orientation=”justified” use_border_color=”off” border_color=”#ffffff” border_style=”solid”]Lavoura de arroz. Fonte: Pixabay
Em processos fermentativos, matérias-primas complexas (que apresentam composição química variada, nem sempre definida) podem ser utilizadas, como: bagaço de cana-de-açúcar, polpa de beterraba, resíduo de uva, soro de queijo, água de maceração de milho, casca de arroz, farinha de pena, dentre outros. Diversos processos têm sido desenvolvidos com a utilização desses resíduos para a produção de etanol, cogumelos, enzimas, ácidos orgânicos, aminoácidos e metabólitos secundários ativos.
[/et_pb_text][et_pb_image admin_label=”Image” src=”http://profissaobiotec.com.br/wp-content/uploads/2018/05/Screenshot_3-3.png” url_new_window=”on” animation=”off” show_in_lightbox=”off” url=”http://slideplayer.com/slide/193869/” use_overlay=”off” sticky=”on” align=”center” max_width=”600px” force_fullwidth=”off” always_center_on_mobile=”on” use_border_color=”off” border_color=”#ffffff” border_style=”solid”] [/et_pb_image][et_pb_text admin_label=”Text” background_layout=”light” text_orientation=”justified” use_border_color=”off” border_color=”#ffffff” border_style=”solid”]Fluxograma da utilização de resíduos na produção de energia e de produtos biotecnológicos. Adaptado de Kamm & Kam (2004) e Paola DiDonato (2012).
Contudo, apesar da grande diversidade metabólica dos micro-organismos, nem sempre estes resíduos são de fácil utilização. Essas matérias-primas são, em sua grande maioria, ricas em celulose, hemicelulose e lignina, que apresentam uma elevada recalcitrância, ou seja, são muito resistentes e menos susceptíveis a ação de enzimas. Assim, muitas vezes se tornam necessários pré-tratamentos desses resíduos, incluindo técnicas de natureza física (moagem, térmica), química (tratamento alcalino) ou enzimática (lacase). Estes tratamentos podem ser necessários para promover uma maior disponibilização dos nutrientes que serão utilizados pelos micro-organismos.
[/et_pb_text][et_pb_image admin_label=”Image” src=”http://profissaobiotec.com.br/wp-content/uploads/2018/05/Screenshot_3-4.jpg” url_new_window=”on” animation=”off” show_in_lightbox=”off” url=”https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Sugarcane_bagasse.jpg” use_overlay=”off” sticky=”on” align=”center” max_width=”600px” force_fullwidth=”off” always_center_on_mobile=”on” use_border_color=”off” border_color=”#ffffff” border_style=”solid” /][et_pb_text admin_label=”Text” background_layout=”light” text_orientation=”justified” use_border_color=”off” border_color=”#ffffff” border_style=”solid”]Bagaço de cana-de-açúcar que é gerado após a extração do caldo de cana-de-açúcar pela indústria sucroalcooleira. Tem sido utilizado para a produção de etanol de segunda geração, pois o bagaço contém hemicelulose. Fonte: Wikipédia.
Levando em consideração que a maioria desses resíduos são de origem vegetal, os mesmos podem apresentar diferenças na composição de nutrientes, em função de mudanças no solo, na variedade do vegetal, na safra, no clima, no processamento durante a colheita e na estocagem. Assim, vários estudos pilotos são necessários para otimizar as melhores condições de uso desses resíduos antes de aplicá-los em bioprocessos. Além disso, análises bromatológicas (estudo da composição química, como fibras, minerais, carboidratos, proteínas, umidade) prévias são necessárias, para determinar a composição de nutrientes dos mesmos, permitindo um melhor acompanhamento de possíveis mudanças em diferentes lotes da matéria-prima.
Dessa forma, os resíduos agroindustriais são excelentes fontes de matérias-primas para bioprocessos, garantindo uma redução de custos para a indústria. Porém, com certeza, o principal apelo é a sustentabilidade, garantida pelo aproveitamento de resíduos, que seriam jogados fora pela indústria.
Alguns exemplos de resíduos utilizados para a produção de metabólitos de interesse são a utilização de bagaço de mandioca para a produção de Goma Xantana (um importante espessante) pela bactéria Xanthomonas campestris, o antibiótico penicilina pelo fungo filamentoso Penicillium chrysogenum, utilizando bagaço de cana-de-açúcar e ácido cítrico (ácido orgânico utilizado como conservante, acidulante) por outro fungo filamentosos Aspergillus niger, utilizando farelo de trigo, dentre muitos outros exemplos.
Que bela iniciativa, não é mesmo??
Referências
1) KAMM & KAMM, Principles of biorefineries. Applied Microbiology and Biotechnology, 2004, 64 (2), 137–145
2) SCHMIDELL, W., LIMA, U.A., AQUARONE, E., BORZANI, W. Biotecnologia Industrial, Volume 2, Engenharia Bioquímica, 1a ed., São Paulo, Ed. Edgard Blücher Ltda., 2001, 541 p.
3) SINGH nee’ NIGAM, P., PANDEY, A. (Editors), Biotechnology for Agro-Industrial Residues Utilization, Springer Science+ Business Media, 2009.
[/et_pb_text][et_pb_image admin_label=”Image” src=”http://profissaobiotec.com.br/wp-content/uploads/2017/08/Perfil_Fernanda.png” url_new_window=”on” animation=”off” show_in_lightbox=”off” use_overlay=”off” sticky=”on” align=”center” max_width=”600px” force_fullwidth=”off” always_center_on_mobile=”on” use_border_color=”off” border_color=”#ffffff” border_style=”solid” /][et_pb_text admin_label=”Text” background_layout=”light” text_orientation=”center” use_border_color=”off” border_color=”#ffffff” border_style=”solid”]
