Production and characterization of exopolysaccharide from submerged fermentation by Agaricus Brasiliensis

Orientador : Prof. Dr. Carlos Ricardo SoccolDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduaçao em Processos Biotecnológicos/Universite de Provence /Universite de la Méditerranée. Defesa: Curitiba, 05/08/2005Bibliografia: fls.37-39Área de concentração: Engenharia e ciência de materiaisResumo: Agaricus brasilienses (=Agaricus blazei Murril) é um basidiomiceto comestível conhecido mundialmente por suas propriedades medicinais. Estudos mostram que a principal atividade atribuída a este cogumelo, a atividade antitumoral, está relacionada a seus polissacarídeos estruturais. Este trabalho teve como objetivo aumentar o conhecimento sobre a produção e a estrutura do exopolissacarídeo (EPS) de Agaricus brasiliensis LPB 03 por fermentação submersa. Primeiramente, estudou-se o efeito de diferentes sais minerais (FeCl3, MnSO4.H2O, CaCl2.2H2O, CuSO4.H2O, ZnSO4.7H2O) e óleos vegetais (canola, milho, girassol, soja, oliva, arroz e algodão) em frascos agitados. Numa segunda etapa, experimentos em biorreatores foram conduzidos para avaliar os efeitos de controle de pH e aeração do sistema em diferentes níveis. A biomassa foi determinada por peso seco e o EPS produzido foi determinado pela reação de fenol-sulfúrico. A composição monossacarídica do EPS foi analisada por um aparelho de cromatografia gasosa acoplado a um espectro de massa. Entre os minerais utilizados, a melhor produção de EPS encontrada foi de 264,22 mg/L, obtida com 50 mg/L de FeCl3; seguida pelos sais MnSO4.H2O (300 mg/L) e CaCl2.2H2O (50 mg/L) com produções de 253,88 mg/L e 248,84 mg/L, respectivamente. Entre os óleos vegetais, o óleo de oliva e o óleo de arroz a 2% (volume/volume) permitiram uma produção de 281,00 mg/L e 275,00 mg/L g/L de EPS, respectivamente. Em biorreator, o pH controlado em 7,0 e uma aeração de 2 vvm (volume ar/volume de meio. minuto) propiciaram uma produção máxima de EPS de 1.235,96 mg/L e 901,31 mg/L, 7,72 vezes e 5,63 vezes, respectivamente, maior que a produção obtida por FAN em 2002. O EPS produzido nas condições basais é composto proporcionalmente pelos seguintes monossacarídeos: manose (57,68%), galactose (28,17%), glicose 8,35% e ramnose (5,80%).Abstract: Agaricus brasilienses (=Agaricus blazei Murril) is an eatable basidiomycete known worldwide by its medicinal properties. Stydies show that the main activity of this mushroom, the antitumoral activity, is related to the strutural polysaccharide produced by this fungus. The objectives of this work were increase the knowledge about the production and the structure of the Agaricus brasiliensis LPB 03 exopolysaccharide (EPS) produced by submerged fermentation. The first experiment was study the effect of different mineral salts (FeCl3, MnSO4.H2O, CaCl2.2H2O, CuSO4.H2O, ZnSO4.7H2O) and plant oils (canola, corn, sunflower, soybean, olive, rice and cotton) in shake flasks. After this, experiments were conduced to evaluate the effects of the pH and aeration in different levels. The biomass was determined by dried weight and the EPS produced was determined by phenol-sulfuric reaction. The monosaccharide composition of the EPS was analised by a liquid-gas chomatograph acopled to a mass spectrometer. The best production of EPS was 264,22 mg/L, found with 50 mg/L of FeCl3; followed by the salts MnSO4.H2O (300 mg/L) and CaCl2.2H2O (50 mg/L) with a production of 253,88 mg/L e 248,84 mg/L, respectively. The plant oil, olive and rice at 2% (volume/volume) led to an EPS production of 281,00 mg/L and 275,00 mg/L g/L, respectively. An aeration rate of 2.00 vvm and pH controlled at 7.00 were the best conditions to produce EPS in a stirred-tank fermentor with 1235.96 mg/L and 901.31 mg/L, 7.72-fold and 5.63-fold, respectively, higher than the production obtained by FAN in 2002. The EPS produced in the basal media was composed by 57.68% of manose, 28.17 % of galactose, 8.35% of glucose and 5.80% of rhamnose