Prospection of biotechnological processes of industrial interest

Orientador: Gláucia Maria PastoreDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de AlimentosResumo: O objetivo do presente trabalho foi efetuar estudos de biotransformação de monoterpenos para a obtenção de compostos de aromas naturais, ou bioaromas, enfatizando os processos bioquímicos envolvidos nos procedimentos empregados para possíveis aplicações industriais. Assim, o estudo se iniciou com 70 linhagens, isoladas em uma planta de processamento de suco de laranja e selecionadas em um estudo prévio pois mostraramse capazes de utilizar este R-(+)-limoneno como única fonte de carbono. Estes microorganismos foram testados quanto a sua capacidade de biotransformar este monoterpeno em compostos de aroma. Dentre todas as linhagens potencialmente degradantes do R- (+)-limoneno, apenas a linhagem LB285JLB mostrou acúmulo significativo de metabólito de interesse em concentração que justifique estudos de otimização. A seguir, o método de Superfície de Resposta foi empregado para otimizar os principais parâmetros do processo de produção de biomassa desta linhagem, utilizando glicerol como fonte de carbono. Dentre os parâmetros analisados, três (concentração de substrato, temperatura e agitação) influenciaram significativamente (p < 0,10) a produção de biomassa da linhagem LB285JLB, dentro das faixas estudadas. A otimização dessas variáveis por um Delineamento Composto Central Rotacional revelou que as condições ótimas para a fermentação foram 6-9 g.L-1 de glicerol, temperatura entre 35-40 °C e agitação de 230 a 300 rpm. Finalmente, estudos preliminares de prospecção do potencial dos microorganismos endofíticos isolados do Baru (Dipteryx alata Vog.), visando o desenvolvimento de processos biotecnológicos de interesse industrial. Até o presente momento os trabalhos conduzidos demonstraram que as linhagens endofíticas podem ter aplicação potencial em processos de produção de bioaromas a partir da biotransformação de monoterpenos, juntamente com a co-produção de enzimas. Esses resultados abrem precedentes para que novas pesquisas sejam consideradas a fim de determinar o potencial deste nicho de micro-organismosAbstract: The objective of the present work was to study the biotransformation of monoterpenes to obtain natural flavor compounds (bioflavors), focusing the biochemical processes involved in the procedures investigated for possible industrial applications. Therefore, the study started with 70 strains, isolated in a previous study from a citrus processing plant and capable of use R-(+)-limonene as sole carbon and energy source. These microorganisms were tested for their ability to biotransform this monoterpene on flavor compounds. Among the strains potentially degrading of R-(+)-limonene, just the strain LB285JLB showed significant accumulation of interest metabolite concentration which could justify optimization studies. Subsequently, the Response Surface Methodology was employed to optimize the main parameters of the process of LB285JLB biomass production, using glycerol as carbon source. Only three (glycerol concentration, temperature and agitation) of all parameters tested influenced significantly (p < 0.1) the biomass production. TheT optimization of these variables applying a Central Composite Design revealed that the optimal biotrasformation conditions were 6-9g.L-1, 35-40 °C and 230-300 rpm. Finally, preliminary propection studies evaluating the potential of endophytes isolated from Baru (Dipteryx alata Vog.), for the development of biotechnological processes of industrial interest. To date, the studies conducted have shown that endophytic microorganisms may have potential application in biotransformation process for bioflavors production, and also should be considered with process of enzymes co-production. These results encourages that further researchs should be considered to determine the potential of these microorganismsMestradoMestre em Ciência de Alimento